植物在與病原菌長期“博弈”的過程中，進(jìn)化出了兩層免疫系統(tǒng)。之前的絕大多數(shù)研究中，對(duì)兩層免疫系統(tǒng)之間的關(guān)系一直以來并不清楚，這也是植物免疫領(lǐng)域尚待解決的重要科學(xué)問題之一。

3月11日，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心辛秀芳研究團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表最新研究成果，解答了這一重要科學(xué)問題，揭示了植物兩大類免疫通路并不是獨(dú)立發(fā)揮功能，而是存在相互放大的協(xié)同作用，從而保障植物在應(yīng)對(duì)病原菌的入侵時(shí)能夠輸出持久且強(qiáng)烈的免疫響應(yīng)，為人們重新認(rèn)識(shí)和理解植物免疫提供了重要理論依據(jù)。

這兩層免疫系統(tǒng)之間有何關(guān)系呢？是“單打獨(dú)斗”還是“彼此成就”？辛秀芳團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)在第一層免疫系統(tǒng)缺失的植物中，也很大程度喪失了由第二層免疫系統(tǒng)介導(dǎo)的植物抗病能力。這一現(xiàn)象表明植物的第一層免疫系統(tǒng)對(duì)于第二層免疫系統(tǒng)不可或缺。經(jīng)過進(jìn)一步科研攻關(guān)，他們發(fā)現(xiàn)第一層免疫系統(tǒng)對(duì)激活第二層免疫系統(tǒng)輸出正常的免疫反應(yīng)，尤其是在調(diào)控活性氧的產(chǎn)生方面起著重要作用?；钚匝跄軌蛑苯託⑺啦≡瑫r(shí)也會(huì)進(jìn)一步激活免疫信號(hào)，該研究揭示了植物兩層免疫系統(tǒng)通過精密的分工合作來實(shí)現(xiàn)活性氧的大量產(chǎn)生，二者缺一不可。

有趣的是，這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)植物的第二層免疫系統(tǒng)可增強(qiáng)第一層免疫系統(tǒng)中核心蛋白組分的表達(dá)，來放大第一層免疫系統(tǒng)，從而誘導(dǎo)其更加持久的免疫輸出。因此，這兩大免疫系統(tǒng)相輔相成，為植物在應(yīng)對(duì)病原菌入侵時(shí)激發(fā)強(qiáng)烈而持久的免疫反應(yīng)提供了有力保障。

由各種病原微生物侵染導(dǎo)致的植物病害是自然生態(tài)系統(tǒng)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大危害。在世界范圍內(nèi)，主要農(nóng)作物都受到病蟲害威脅，減產(chǎn)高達(dá)10%到30%，嚴(yán)重影響了全球糧食安全。該項(xiàng)研究成果不僅揭示了植物不同免疫系統(tǒng)間的親密關(guān)系，建立了新的植物免疫系統(tǒng)架構(gòu)模型，而且為后續(xù)通過整合植物雙層免疫系統(tǒng)來培育持久抗病的農(nóng)作物品種提供了新思路。

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