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破解植物免疫谜团!上海85后女科学家辛秀芳团队最新成果登上《自然》

Evelyn Zhang

3月11日凌晨,85后上海女科学家、中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员辛秀芳及其团队的一项研究登上《自然》杂志,并揭开了开植物免疫领域长期待解的科学谜团。

该研究题为“NLR蛋白介导的植物免疫需要模式识别受体”(Pattern-recognition receptors are required for NLR-mediated plant immunity)。

研究显示,植物在与病原微生物的长期博弈中,进化出了两层免疫系统。并且该研究显示了当病原微生物入侵植物时,植物内部的两层免疫系统——PTI和ETI是如何分别打开的。

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植物免疫系统是植物在自然生态系统中生存和作物生产力的基础。大量证据支持植物具有两层先天免疫系统的普遍观点,即模式触发免疫(PTI)和效应触发免疫(ETI)。PTI和ETI由不同的激活机制启动,并涉及不同的早期信号级联。

研究人员发现,拟南芥PRR和PRR共受体突变体——fls2 efr cerk1和bak1 bkk1 cerk1三重突变体在不相容的假单胞菌注射细菌挑战时,ETI反应显著受损。

研究人员们进一步证明NADPH氧化酶RBOHD产生的活性氧是连接PRR和nlr介导的免疫的关键早期信号事件,并且受体样细胞质激酶BIK1是ETI期间RBOHD的充分激活、基因表达和细菌耐药性所必需的。

此外,NLR信号转导能迅速增强关键PTI组分的转录和/或蛋白水平。该研究支持了一个修正的模型:在细菌感染期间,PTI的增强是ETI的一个不可或缺的组成部分。

这个修正的模型从概念上结合了植物中的两个主要免疫信号级联,并从机械上解释了PTI和ETI之间在下游防御输出方面的一些长期观察到的相似性。

据悉,辛秀芳带领一支平均年龄只有26岁的年轻科研团队,组建实验室仅三年多,就取得了这样的成果,成绩受到了植物研究界的充分肯定,有望为培育优良持久抗病的农作物提供新思路。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03316-6


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