培育抗病虫害农作物有新思路

  植物在与病原菌长期“博弈”的过程中，进化出了两层免疫系统。之前的绝大多数研究中，对两层免疫系统之间的关系一直以来并不清楚，这也是植物免疫领域尚待解决的重要科学问题之一。

  3月11日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心辛秀芳研究团队在国际权威学术期刊《自然》发表最新研究成果，解答了这一重要科学问题，揭示了植物两大类免疫通路并不是独立发挥功能，而是存在相互放大的协同作用，从而保障植物在应对病原菌的入侵时能够输出持久且强烈的免疫响应，为人们重新认识和理解植物免疫提供了重要理论依据。

  这两层免疫系统之间有何关系呢？是“单打独斗”还是“彼此成就”？辛秀芳团队研究发现在第一层免疫系统缺失的植物中，也很大程度丧失了由第二层免疫系统介导的植物抗病能力。这一现象表明植物的第一层免疫系统对于第二层免疫系统不可或缺。经过进一步科研攻关，他们发现第一层免疫系统对激活第二层免疫系统输出正常的免疫反应，尤其是在调控活性氧的产生方面起着重要作用。活性氧能够直接杀死病原菌，同时也会进一步激活免疫信号，该研究揭示了植物两层免疫系统通过精密的分工合作来实现活性氧的大量产生，二者缺一不可。

  有趣的是，这项研究还发现植物的第二层免疫系统可增强第一层免疫系统中核心蛋白组分的表达，来放大第一层免疫系统，从而诱导其更加持久的免疫输出。因此，这两大免疫系统相辅相成，为植物在应对病原菌入侵时激发强烈而持久的免疫反应提供了有力保障。

  由各种病原微生物侵染导致的植物病害是自然生态系统和现代农业生产的一大危害。在世界范围内，主要农作物都受到病虫害威胁，减产高达10%到30%，严重影响了全球粮食安全。该项研究成果不仅揭示了植物不同免疫系统间的亲密关系，建立了新的植物免疫系统架构模型，而且为后续通过整合植物双层免疫系统来培育持久抗病的农作物品种提供了新思路。

  （原载于《解放日报》 2021-03-11 06版）