中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心的辛秀芳研究團(tuán)隊(duì)于北京時(shí)間3月11日在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表最新研究成果，揭示植物兩大類(lèi)免疫通路PTI和ETI并不是獨(dú)立發(fā)揮功能，而是存在相互放大的協(xié)同作用。該研究為后續(xù)通過(guò)整合植物雙層免疫系統(tǒng)來(lái)培育優(yōu)良持久抗病的農(nóng)作物品種提供了新思路。
辛秀芳在受訪時(shí)表示，植物病害是人類(lèi)生產(chǎn)生活和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一大挑戰(zhàn)。植物在與病原菌長(zhǎng)期“博弈”的過(guò)程中，進(jìn)化出了免疫系統(tǒng)。植物能夠通過(guò)細(xì)胞膜表面的受體蛋白識(shí)別病原菌所攜帶的一些分子，如鞭毛蛋白，激活植物的第一層免疫系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)PTI);植物還會(huì)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的另外一類(lèi)受體蛋白感知病原菌的一些毒性蛋白，觸發(fā)植物的第二層免疫系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)ETI)，激活更強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。
PTI和ETI這兩層免疫系統(tǒng)中，不同免疫受體識(shí)別不同的病原菌來(lái)源的分子，而且免疫受體激活的機(jī)制有很大不同。之前絕大多數(shù)植物免疫領(lǐng)域的研究都是將兩條免疫通路作為兩個(gè)獨(dú)立平行的免疫分支來(lái)研究。
辛秀芳團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)了這兩個(gè)免疫系統(tǒng)的“親密關(guān)系”，比如，研究發(fā)現(xiàn)在第一層免疫系統(tǒng)PTI缺失的植物中，也很大程度喪失了由第二層免疫系統(tǒng)ETI介導(dǎo)的植物抗病能力。研究還發(fā)現(xiàn)植物第二層ETI免疫系統(tǒng)可以通過(guò)增強(qiáng)第一層PTI免疫系統(tǒng)中核心蛋白組分的表達(dá)，誘導(dǎo)第一層免疫系統(tǒng)更加持久的免疫輸出。
該研究為人們重新認(rèn)識(shí)和理解植物免疫提供了重要理論依據(jù)。辛秀芳在受訪時(shí)說(shuō)，現(xiàn)在在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上培育抗病品種主要是利用ETI途徑，但很多ETI途徑的抗病性不一定那么強(qiáng)，并且隨著不斷繁代種植，抗性逐漸減弱，研究人員在想有沒(méi)有可能通過(guò)增強(qiáng)PTI作用，使植物ETI途徑的抗病性更強(qiáng)。
據(jù)悉，辛秀芳研究組博士研究生袁民航為論文第一作者，辛秀芳研究員為通訊作者。研究組博士研究生江澤宇、蔡博瑩、博士后王易平和河南大學(xué)聯(lián)培研究生劉夢(mèng)匯為共同作者。(鄭瑩瑩)
關(guān)鍵詞： 植物兄弟免疫系統(tǒng)
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