抗病性强的植物如何激活体内的抗病“孙悟空”？中国科学院分子植物科学卓越创新中心近期联合复旦大学、浙江大学团队揭示了水稻等植物的免疫激活新机制，两篇相关成果8日在线发表于国际学术期刊《科学》。
“植物免疫系统由两道防线组成，第一道防线的‘主角’是细胞表面感受器，它们识别出病原菌后会产生基础抗病性，但容易被病原菌分泌的毒性蛋白突破；第二道防线则由细胞内的感受器主导，它们识别出毒性蛋白后激活免疫反应，会赋予植物强抗病性，就像激活了细胞内的抗病‘孙悟空’。”浙江大学农业与生物技术学院求是特聘教授邓一文说，第二道防线更为关键，但这种免疫反应依赖于植物细胞内特定的感受器，寻找更多新的细胞内感受器是目前作物抗病育种和病虫害防治急需解决的难题。
这项研究离不开中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员何祖华团队的前期发现——水稻免疫抑制基因ROD1，该基因突变能显著提高水稻对稻瘟病、白叶枯病和纹枯病等多个病原菌的抗性。
研究团队首次发现，当水稻被病原菌感染时，水稻的细胞内感受器TIR蛋白产生免疫小分子pRib-AMP，这种小分子能激活水稻的OsEDS1/OsPAD4和OsADR1蛋白形成免疫复合体EPA，进而激活免疫反应，提高植物对多种病原菌的广谱抗性。
而水稻在没被病原菌感染时，TIR蛋白的活性被ROD1蛋白抑制，如同“孙悟空”被压在“五行山”下，避免激发免疫反应影响水稻生长发育。
与此同时，以模式植物拟南芥为研究对象，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员万里团队发现，植物细胞内感受器TIR蛋白可生成小分子2’cADPR，这类小分子作为前体在植物体内可以被转化生成免疫小分子pRib-AMP，进而形成免疫复合体EPA。
“将2’cADPR喷洒在植物表面即可诱导强抗病性，能在没有特定病原菌侵染情况下人为可控地激活植物强免疫反应。”万里表示，相对于pRib-AMP，2’cADPR性质更稳定，为发展绿色农业提供了一种新型“生物农药”。
据悉，这两项研究成果共同揭示了在不同植物中保守的、由小分子pRib-AMP和蛋白复合体EPA介导的免疫激活新机制，为植物病害防控提供了新型“生物农药”靶标。
记者：董雪、张泉
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