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科技日?qǐng)?bào)訊 （記者金鳳 通訊員俞佳寧 許天穎）當(dāng)植物免疫系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到有病原菌入侵時(shí)，植物免疫受體蛋白就像“哨兵”一樣活躍起來(lái)，調(diào)動(dòng)機(jī)體啟動(dòng)免疫反應(yīng)。但是，植物免疫受體蛋白究竟是如何被激活的，一直成謎。9月21日晚，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)王源超教授團(tuán)隊(duì)和清華大學(xué)柴繼杰教授團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表的一篇論文，首次揭示了細(xì)胞膜受體蛋白是如何一邊識(shí)別病原菌，一邊抑制病原菌“作惡”的，這為人類認(rèn)識(shí)植物與病原菌互作機(jī)制提供了新的認(rèn)知，對(duì)改良作物廣譜、持久抗病性具有重要指導(dǎo)意義。
此份研究的焦點(diǎn)，是一對(duì)冤家：病原菌的核心致病因子XEG1和植物細(xì)胞膜受體蛋白R(shí)XEG1。
王源超介紹，XEG1是在細(xì)菌、真菌和卵菌等多種病原菌中廣泛存在的一類糖基水解酶，當(dāng)病原菌入侵大豆、番茄等多種植物時(shí)，XEG1會(huì)誘導(dǎo)植物發(fā)生免疫反應(yīng)。
而植物細(xì)胞膜識(shí)別受體RXEG1是監(jiān)控病原菌侵害的“前哨”，當(dāng)它識(shí)別病原菌的致病因子XEG1后，能激活植物防衛(wèi)系統(tǒng)，產(chǎn)生對(duì)病原菌的抗性。
研究首先厘清了RXEG1是如何識(shí)別XEG1這個(gè)“來(lái)犯之?dāng)?rdquo;的。論文共同第一作者和通訊作者、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授王燕介紹，“RXEG1貫穿植物細(xì)胞膜，當(dāng)RXEG1在細(xì)胞膜外的一端識(shí)別致病因子XEG1后，會(huì)與另外一個(gè)受體蛋白激酶BAK1結(jié)合，將病原菌入侵的信號(hào)傳給細(xì)胞內(nèi)，激活植物免疫信號(hào)。”
RXEG1不僅能激活植物的免疫反應(yīng)，還能抑制XEG1降解植物細(xì)胞壁的活性。王源超打了個(gè)比方，“XEG1通過(guò)水解酶活性來(lái)攻擊植物，它有一個(gè)酶活性口袋，這相當(dāng)于一個(gè)盛滿酶的彈藥庫(kù)，而RXEG1剛好能結(jié)合XEG1的酶活性口袋上，相當(dāng)于正好堵在XEG1的彈藥庫(kù)門口，讓XEG1‘解除武裝’，也就是抑制了XEG1的酶活性，讓其失效。”
XEG1是不同病原菌中普遍存在的、不易變的關(guān)鍵因子。“在大豆、小麥、棉花等多種植物的病原菌中，致病因子XEG1廣泛存在，以后可以利用植物細(xì)胞膜受體蛋白R(shí)XEG1提高植物的廣譜抗病性。”王源超展望，未來(lái)或許還可以通過(guò)人工智能的方法，在大量化合物中篩選XEG1抑制劑和RXEG1的植物免疫激活劑。
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