视频 | 上海科学家发现植物免疫系统协同“御敌”

和人一样，植物在与病原菌长期“博弈”的过程中，进化出了免疫系统。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顶尖学术期刊《自然》上发表最新研究成果，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，该研究不仅建立了新的植物免疫系统架构模型，也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。

与人不同的是，植物没有特化的免疫细胞，但是植物拥有两层先天免疫系统。对植物来说，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，从而激活植物的第一层免疫系统PTI来抵抗病原菌的入侵，不过总有"漏网之鱼"病原菌通过分泌毒性蛋白抑制植物免疫实现成功入侵怎么办呢？这时，植物细胞内的另外一类受体蛋白感知病原菌的毒性蛋白，就会触发植物的第二层免疫系统ETI，激活更强烈的免疫反应来抵抗病原菌的攻击。

不过，一直以来，PTI和ETI这两层免疫系统之间的关系尚不清楚，这也成为了植物免疫领域尚待解决的重要科学问题之一。

中科院分子植物科学卓越创新中心研究员辛秀芳介绍说：“（植物）这两个（免疫）通路是独立被发现的，之前绝大多数研究也是分别来研究这两个通路它各自如何被激活，然后下游激起什么样的反应使得植物抗病，之前都是独立的来研究，我们的主要发现这两个通路之间是协同作用的，它并不是独立发挥作用的。”

辛秀芳研究团队在实验过程中发现，一个第一层免疫缺陷的植物，同时丧失第二层免疫响应，这说明这两个免疫通路是有关系的。

辛秀芳说：“为什么第一层免疫缺失之后第二层免疫也没有了？我们的突破点是发现了其中某一个很重要的免疫反应，叫活性氧的产生，它是帮助植物杀死病原菌或者是激发免疫反应来帮助对抗病原菌的，我们发现它这两个通路是协同调控活性氧的产生，并且我们阐明了它具体是如何调控的。”

形象的来说，如果植物和病原菌的对抗比作一场战争，植物的两个免疫系统调控活性氧可以这样理解。

辛秀芳时候：“RBOHD（活性氧产生酶）像一个炸弹的作用，ETI（第二层免疫系统）可以产生很多的炸弹，但是PTI（第一层免疫系统）可以行使一个点火的功能，把这个炸弹点火之后它才能发挥功能，产生的武器就是活性氧来对抗病原细菌。”

近年来，随着全球气候变化，农作物病害的爆发严重影响了全球粮食安全。该项研究成果不仅揭开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优良持久抗病的农作物品种提供了新思路。

（看看新闻Knews记者：李怡 实习编辑：夏定伟）