2015年來到上海，西班牙籍女科學(xué)家羅莎·洛薩諾-杜蘭在中國(guó)科學(xué)院分子植物卓越創(chuàng)新中心從零開始組建研究團(tuán)隊(duì)，只用了不到五年時(shí)間，就獲得了重要成果——發(fā)現(xiàn)多類病原體入侵植物的一種共通“慣用技倆”，從而為增加植物“廣譜免疫力”開辟了新途徑。今天深夜，國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志在線發(fā)表了這一成果。

“無心插柳”發(fā)現(xiàn)植物與疾病“抗?fàn)幹贰?/p>

有時(shí)候，重要的發(fā)現(xiàn)往往緣起于無心插柳。上海實(shí)驗(yàn)室組建后不久，一直專注于研究病毒如何感染植物的羅莎有一次無意中發(fā)現(xiàn)，一種原本位于細(xì)胞膜上的病毒蛋白C4，竟然會(huì)跑到葉綠體中。

“它去那里干嘛？”“植物中是否也存在相同的蛋白運(yùn)輸途徑？”順著這些突然跳入腦海的疑問，羅莎一路追蹤了下去。

原來，植物中確實(shí)存在一些蛋白能夠從細(xì)胞膜移動(dòng)到葉綠體。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植物受到真菌、細(xì)菌、病毒等外界病原體侵襲時(shí)，其中一種名叫CPK16的蛋白會(huì)從細(xì)胞膜運(yùn)動(dòng)到葉綠體，向葉綠體“報(bào)警”。在接到“警報(bào)”后，平時(shí)乖乖聽命于細(xì)胞核的葉綠體，會(huì)啟動(dòng)“逆行信號(hào)傳遞”，向細(xì)胞核發(fā)出“抵御外敵”的指令。細(xì)胞核在收到指令后，就會(huì)啟動(dòng)防御機(jī)制，使植物免于病原體侵襲。令科學(xué)家意外的是，這套機(jī)制被包括水稻、西紅柿等多種重要農(nóng)作物在內(nèi)的大多數(shù)植物“拷貝不走樣”地采用。

故事到這里并沒有結(jié)束，如果這套機(jī)制十分管用，為何現(xiàn)在植物仍然多病多災(zāi)呢？羅莎又從病原體入手研究，發(fā)現(xiàn)無論是古老的病毒，還是后出現(xiàn)的細(xì)菌，都進(jìn)化出了同樣的策略來對(duì)付植物的這套“報(bào)警機(jī)制”——派出模仿CPK16蛋白的“間諜”進(jìn)入葉綠體，抑制葉綠體向細(xì)胞核發(fā)出“抗病”指令。她的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，至少400多種病原體都采用了這一手段。

了解這一機(jī)制，科學(xué)家有希望設(shè)計(jì)出植物“疫苗”，使植株可同時(shí)抵抗多種疾病入侵，從而減少農(nóng)藥使用。由于這條路徑并不影響葉綠體的光合作用，因此可在提升植物“免疫力”的同時(shí)，不耽誤產(chǎn)量的提升。

從英國(guó)到上海，開啟科研生涯第一站

位于上海松江的中科院分子植物卓越中心上海植物逆境中心的實(shí)驗(yàn)室，是羅莎在英國(guó)諾里奇的塞恩斯伯里實(shí)驗(yàn)室完成博士后工作之后，正式開始科研生涯的第一站。年輕的學(xué)者、從零開始的團(tuán)隊(duì)，僅用五年就在國(guó)際頂刊上發(fā)表論文，其發(fā)展速度令人驚嘆。

“來上海做科研，是我遇到的一個(gè)好機(jī)會(huì)?！绷_莎坦言，逆境中心招聘“不看論文、不看頭銜，以評(píng)估學(xué)術(shù)潛力為主”的做法，對(duì)于初出茅廬的科研新人而言，非常有吸引力。這里有先進(jìn)完善的科研支撐平臺(tái)，“哪怕是實(shí)驗(yàn)新手，也能在有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員指導(dǎo)下，完成漂亮的實(shí)驗(yàn)”。

在這次發(fā)表于《細(xì)胞》雜志的論文中，有一個(gè)實(shí)驗(yàn)是在共聚焦顯微鏡下直接觀察葉綠體內(nèi)蛋白活動(dòng)?！坝辛Φ膶?shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)支撐，是我的實(shí)驗(yàn)室能在短短五年之內(nèi)就做出有影響力工作的一個(gè)重要原因?！绷_莎覺得，分子植物卓越中心在全球植物學(xué)領(lǐng)域頗具優(yōu)勢(shì)，來自加拿大、希臘、日本、韓國(guó)等不同國(guó)家的同事都非常優(yōu)秀和努力，她自己也經(jīng)常在雙休日去實(shí)驗(yàn)室加班。

羅莎在上海的研究團(tuán)隊(duì)也是國(guó)際化的組合：博士后中有三位來自西班牙、一位來自法國(guó)、兩位來自突尼斯，再加上好幾位中國(guó)博士生，但在工作溝通上，羅莎幾乎沒有遇到任何障礙?！吧虾：馨踩?，無論幾點(diǎn)回家都不用擔(dān)心?！彼踔劣X得，在上海能買到的西班牙食物，比她在英國(guó)的住處更全更方便。

近一年中，羅莎的實(shí)驗(yàn)室沿著已有發(fā)現(xiàn)繼續(xù)向前深挖：這條通路上還有哪些參與者？植物與病原體 之間的“斗智斗勇”還有哪些招數(shù)？可能不久之后，她又將有后續(xù)論文發(fā)表。

文章鏈接：http://wenhui.whb.cn/zhuzhanapp/kjwz/20200824/367636.html?timestamp=1598333743471