東方網記者解敏8月24日報道：植物是地球上幾乎所有生命的基礎，它們通過光合作用將太陽能轉化為化學能，并產生我們賴以生存的氧氣。但就像人類一樣，植物也會面臨來自自然界環(huán)境的影響，比如植物病原體（如病毒、細菌等）的攻擊會令植物生病甚至死亡。

在長期進化過程中，植物已形成一系列復雜且巧妙的機制感知來自病原體的威脅，并因此產生相應的防御反應，從而阻止或消除病原體的入侵。這個過程不僅包含簡單對威脅的識別，更需要在空間上傳遞識別到的信號并協(xié)調各種響應。但植物的“報警”是如何從細胞外部傳遞到內部，此前人們對這一過程一直不得而知。

2020年8月24日晚間，中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心上海植物逆境生物學研究中心羅莎（Rosa Lozano Duran）研究團隊在國際著名學術期刊《細胞》（CELL）上發(fā)表論文，揭示了一條連接細胞膜和葉綠體的重要信號傳遞途徑。該項研究報道了植物蛋白如何與細胞膜相關聯(lián)，并在感知病原體時從細胞膜移動至葉綠體內部，“警告”葉綠體有威脅存在。隨后葉綠體通過“逆行信號傳遞”將信息傳遞至細胞核，調節(jié)抗病基因表達，并激活防御以對抗“入侵者”。該途徑是植物細胞將危險信號從外界傳遞到葉綠體的策略之一，能快速、及時、準確地整合信號并產生適當的下游響應。

羅莎介紹，這項工作還發(fā)現，病原體可以劫持這種在植物細胞內部傳遞信息的途徑。一些來自植物病毒和病原細菌的蛋白質可以巧妙地“模仿”植物蛋白質的行為。它們能與細胞膜結合，當植物細胞感受到攻擊時，也可以移動至葉綠體。一旦進入葉綠體內部，這些病原體蛋白會損害葉綠體與細胞核之間的通訊，從而阻礙植物防御反應的激活，而幫助病原體的生存和繁殖。

這項工作發(fā)現不同類別的病原體進化出相似的策略來利用這種植物途徑，達到抑制植物防御的目的，有力證明了信號傳遞途徑在植物與微生物相互作用中起著核心作用。

真菌、細菌、病毒等多種植物病原體在全球范圍內對農作物生產造成了巨大損失，嚴重威脅世界糧食安全。這種新途徑的發(fā)現為設計的植物保護策略和開發(fā)新的抗病品種提供了新思路。該工作還表明，在沒有病原體存在的情況下，可以增加植物對病原體的防御能力而不影響其生產力，從而可能達到改善植物健康和不影響植物生長的雙重目的。

羅莎是中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心上海植物逆境生物學研究中心的研究組長，她曾在西班牙馬拉加大學獲得博士學位，之后在英國諾里奇的塞恩斯伯里實驗室做博士后工作。5年前她選擇來到上海，中科院分子植物卓越中心來繼續(xù)她的科研工作。她告訴記者，吸引她來上海的最重要原因是近年來中國在植物學研究上相比世界其他國家有著自己獨特的優(yōu)勢。在這里有國際化的團隊，平時她和團隊一起在辰山園區(qū)工作，全程都用英語進行交流。同時中心也為外籍科學家提供了科研經費、儀器設備、日常生活所需、團隊人員配套等等各方面的充足保障。

在這里，羅莎成立了自己的獨立研究組，她擔任青年研究組長。該團隊主要研究植物病毒如何引起疾病，尤其關注研究病毒如何對細胞功能進行操縱。該團隊利用分子生物學、細胞生物學和基因組學等在內的綜合方法來研究了DNA病毒、雙生病毒和宿主之間的相互作用。

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