IT之家援引研究結(jié)果，植物的免疫系統(tǒng)由兩道防線構(gòu)成，揭示了如何激活植物體內(nèi)的抗病“孫悟空”，為抗病育種和病蟲害防治提供了新的思路。

植物免疫系統(tǒng)的兩道防線

浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院求是特聘教授鄧一文表示植物免疫系統(tǒng)由兩道防線組成：

第一道防線的‘主角’是細胞表面感受器，它們識別出病原菌后會產(chǎn)生基礎(chǔ)抗病性，但容易被病原菌分泌的毒性蛋白突破。

第二道防線則由細胞內(nèi)的感受器主導(dǎo)，它們識別出毒性蛋白后激活免疫反應(yīng)，會賦予植物強抗病性，就像激活了細胞內(nèi)的抗病“孫悟空”。

第二道防線更為關(guān)鍵，但這種免疫反應(yīng)依賴于植物細胞內(nèi)特定的感受器，尋找許多新的細胞內(nèi)感受器是目前作物抗病育種和病蟲害防治急需解決的難題。

研究團隊基于此前發(fā)現(xiàn)的水稻免疫抑制基因 ROD1 成果，發(fā)現(xiàn)水稻被病原菌感染后，水稻的細胞內(nèi)感受器 TIR 蛋白產(chǎn)生免疫小分子 pRib-AMP。

這種小分子能激活水稻的 OsEDS1 / OsPAD4 和 OsADR1 蛋白形成免疫復(fù)合體 EPA，進而激活免疫反應(yīng)，提高植物對多種病原菌的廣譜抗性。

而水稻在沒被病原菌感染時，TIR 蛋白的活性被 ROD1 蛋白抑制，如同“孫悟空”被壓在“五行山”下，避免激發(fā)免疫反應(yīng)影響水稻生長發(fā)育。

2’cADPR 小分子

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員萬里團隊發(fā)現(xiàn)，植物細胞內(nèi)感受器 TIR 蛋白可生成小分子 2’cADPR，這類小分子作為前體在植物體內(nèi)可以被轉(zhuǎn)化生成免疫小分子 pRib-AMP，進而形成免疫復(fù)合體 EPA。

萬里表示：

將 2’cADPR 噴灑在植物表面即可誘導(dǎo)強抗病性，能在沒有特定病原菌侵染情況下人為可控地激活植物強免疫反應(yīng)。

相對于 pRib-AMP，2’cADPR 性質(zhì)更穩(wěn)定，為發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)提供了一種新型“生物農(nóng)藥”

這兩項研究成果共同揭示了在不同植物中保守的、由小分子 pRib-AMP 和蛋白復(fù)合體 EPA 介導(dǎo)的免疫激活新機制，為植物病害防控提供了新型“生物農(nóng)藥”靶標。

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