我国科学家首次发现植物抗病小体:有望增强植物免疫 减少农药使用

2019-04-06 01:01 中新网阅读 (6450) 扫描到手机

原标题:我国首次发现植物抗病小体:有望增强植物免疫,减少农药使用

4月4日,记者从清华大学获悉,清华大学柴继杰团队、中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民团队和清华大学王宏伟团队通过数年研究,首次发现了由抗病蛋白组成的植物抗病小体,并解析了其处于抑制状态、中间状态及五聚体活化状态的冷冻电镜结构,从而揭示了抗病蛋白管控和激活的核心分子机制,为将来更好利用抗病蛋白培育抗病植物提供了新的机遇。

长久以来,有个问题一直困扰着农业生产者和科学家:各种农作物病虫害,严重威胁农业生产,传统农药灭虫又会引起环境污染和食品安全问题。怎样才能少使用甚至不使用农药,让老百姓“吃得饱”还能“吃得好”呢?

“解决这一问题的关键就在于,提高植物自身免疫力抵抗病虫害。” 在“清华大学植物抗病小体”重大成果发布会上,清华大学生命科学学院教授柴继杰介绍,植物细胞内存在数目众多的抗病蛋白,这些蛋白发现病菌后,迅速启动植物防卫反应,杀死病菌,从而保护植物免受侵害。

用提高植物自身免疫代替或减少农药使用办法虽好,但柴继杰表示,抗病蛋白被发现及在植物育种中大量应用已有二十多年,但人们对其发挥作用的分子机制仍不清楚,比如植物免疫的主力军NLR抗病蛋白“如何特异性识别病原体的效应因子”、“病原体效应蛋白如何启动抗病蛋白的‘开’状态”等。

“就像我们要把一个人化装成另一个样子,那首先必须要知道这个人长什么样子。” 柴继杰在接受澎湃新闻等媒体的采访时表示,要发挥抗病蛋白的作用,提高植物免疫力,首先对抗病蛋白高分辨度结构和作用机制进行研究和解析,才能为更好地利用抗病蛋白,为设计抗广谱、持久的新型抗病蛋白、发展绿色农业奠定核心理论基础。。

清华大学介绍,经过多年协作攻关,包括柴继杰团队在内的团队成功地解析了植物抗病蛋白抑制状态复合物RKS1-ZAR1、识别-启动状态复合物PBL2UMP-RKS1-ZAR1、和激活复合物 (抗病小体,resistosome)的结构,详细阐述植物抗病蛋白的工作机理。有关成果以两篇长文(Research Article)形式,定于2019年4月5日发表在国际权威学术期刊Science《科学》。

在Science杂志同期专文评述中,国际植物抗病研究权威科学家美国科学院院士Jeffery Dangl和英国皇家学会会员、美国科学院院士Jonathan Jones评价这一成果时表示:“首个抗病小体的发现,为植物如何控制细胞死亡和免疫提供了线索,显著地推进了人们对植物免疫机制的认识,打开了多个开拓性研究方向。”

《植物学报》同时发表国际著名植物抗病专家李昕等人题为“开启防御之门:植物抗病小体”的专文评述,认为该项成果“完成了植物NLR蛋白复合物的组装、结构和功能分析,揭示了NLR作用的关键分子机制,是植物免疫研究的里程碑事件”。(来源:中新网)

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