科研人员揭示植物“兄弟免疫系统”存在相互放大的协同作用

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日期:2021-03-11 11:33:51    来源:中国新闻网    

中国科学院分子植物科学卓越创新中心的辛秀芳研究团队于北京时间3月11日在国际知名学术期刊《自然》上发表最新研究成果,揭示植物两大类免疫通路PTI和ETI并不是独立发挥功能,而是存在相互放大的协同作用。该研究为后续通过整合植物双层免疫系统来培育优良持久抗病的农作物品种提供了新思路。

辛秀芳在受访时表示,植物病害是人类生产生活和现代农业的一大挑战。植物在与病原菌长期“博弈”的过程中,进化出了免疫系统。植物能够通过细胞膜表面的受体蛋白识别病原菌所携带的一些分子,如鞭毛蛋白,激活植物的第一层免疫系统(简称PTI);植物还会通过细胞内的另外一类受体蛋白感知病原菌的一些毒性蛋白,触发植物的第二层免疫系统(简称ETI),激活更强烈的免疫反应。

PTI和ETI这两层免疫系统中,不同免疫受体识别不同的病原菌来源的分子,而且免疫受体激活的机制有很大不同。之前绝大多数植物免疫领域的研究都是将两条免疫通路作为两个独立平行的免疫分支来研究。

辛秀芳团队的研究发现了这两个免疫系统的“亲密关系”,比如,研究发现在第一层免疫系统PTI缺失的植物中,也很大程度丧失了由第二层免疫系统ETI介导的植物抗病能力。研究还发现植物第二层ETI免疫系统可以通过增强第一层PTI免疫系统中核心蛋白组分的表达,诱导第一层免疫系统更加持久的免疫输出。

该研究为人们重新认识和理解植物免疫提供了重要理论依据。辛秀芳在受访时说,现在在农业生产上培育抗病品种主要是利用ETI途径,但很多ETI途径的抗病性不一定那么强,并且随着不断繁代种植,抗性逐渐减弱,研究人员在想有没有可能通过增强PTI作用,使植物ETI途径的抗病性更强。

据悉,辛秀芳研究组博士研究生袁民航为论文第一作者,辛秀芳研究员为通讯作者。研究组博士研究生江泽宇、蔡博莹、博士后王易平和河南大学联培研究生刘梦汇为共同作者。(郑莹莹)

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