植物免疫系统精细调控机制揭示

科技日报
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记者2月13日从西湖大学获悉,该校未来产业研究中心、生命科学学院讲席教授柴继杰团队首次揭示了双子叶植物中TNL类抗病蛋白产生的免疫信号分子,通过结合并改变下游复合物蛋白的形态结构,进而激活辅助蛋白的分子机制。这一发现不仅深化了科学家对植物免疫系统的理解,也为未来开发高产稳产的抗病作物品种提供了重要的理论依据。相关研究成果日前在线刊发于《自然》。Jv5流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

“植物作为生态系统的重要组成部分,长期与病原微生物共存并进化出了复杂的免疫系统。”柴继杰解释道,植物的免疫系统分为两道防线:第一道是位于细胞膜上的模式识别受体,其能够广泛识别病原菌的保守分子模式,启动广谱性免疫反应;第二道是位于细胞内的核苷酸结合和富含亮氨酸重复受体,其能够特异性识别病原菌分泌的效应蛋白,启动更为强烈的免疫反应。Jv5流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

柴继杰团队此次观测的抗病蛋白属于第二道防线。“TNL类抗病蛋白是双子叶植物中一类重要的免疫蛋白,能够感知病原菌入侵并启动免疫反应。”柴继杰介绍,研究发现,当病原菌突破植物的第一道防线后,TNL蛋白会被特定的效应因子激活进而聚合成四聚化的“抗病小体”,并产生多种免疫信号分子。这些信号分子能够与特定复合物结合,使复合物蛋白的构象发生变化,进而激活下游的辅助蛋白。Jv5流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

研究团队通过冷冻电镜技术解析了与辅助蛋白结合的复合物结构,发现这个三元复合物能够进一步寡聚化,形成具有钙离子通道活性的“抗病小体”,从而引发植物受侵染部位的组织坏死(超敏反应),限制病原菌扩散。此外,研究还发现另一类被激活的辅助蛋白在免疫调控中扮演了“刹车”角色。它们通过竞争结合感应了免疫信号的特定复合物,来抑制三元复合物介导的植物免疫反应,确保植物在抵抗病原菌的同时维持正常生长。Jv5流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

“这一发现揭示了植物免疫系统的精细调控机制,为防治植物病虫害提供了详细靶标和专业依据。科学家有望据此对植物免疫系统进行更精细化调控,开发出具有更高抗病能力且高产稳产的优质农作物。”柴继杰表示。Jv5流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

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