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科学家发现植物“抗病小体”

2019-04-04 20:32 主页 来源:未知



科学家发现植物“抗病小体” 


当前,各种农作物病虫害严重威胁到农业生产。如何减少农药的大量施用,一直以来都是科学家的一块“心头病”。今天,清华大学植物抗病小体重大成果新闻发布会在京举行,这项中国科学家的科研新成果被国外同行点赞,称为“植物免疫研究的里程碑事件”。

为培育抗病植物提供新机遇

清华大学柴继杰团队、中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民团队、清华大学王宏伟团队最近的联合研究,在植物免疫研究领域取得历史性的重大突破。此项成果填补了人们25年来对植物抗病蛋白认知的巨大空白,将为研究其它抗病蛋白提供范本。

合作团队发现由抗病蛋白组成的抗病小体,并解析了其处于抑制状态、中间状态及五聚体活化状态的冷冻电镜结构,从而揭示了抗病蛋白管控和激活的核心分子机制,为将来更好利用抗病蛋白培育抗病植物提供了新机遇。以上三个团队科学家联合研究的成果,定于4月5日以两篇长文的形式发表在国际权威学术期刊Science《科学》上。

在Science杂志同期专文评述中,国际植物抗病研究权威科学家美国科学院院士Jeffery Dangl和英国皇家学会会员、美国科学院院士Jonathan Jones对这一重大突破性成果给予高度评价:“首个抗病小体的发现,为植物如何控制细胞死亡和免疫提供了线索”“显著推进了人们对植物免疫机制的认识”“打开了多个开拓性研究方向”。《植物学报》同时发表国际著名植物抗病专家Xin Li(李昕)等人题为《开启防御之门:植物抗病小体”》专文评述,认为该项成果“完成了植物NLR蛋白复合物的组装、结构和功能分析,揭示了NLR作用的关键分子机制,是植物免疫研究的里程碑事件”。

将大大减少化学农药的施用

抗病蛋白被发现及在植物育种中大量应用已有二十多年,但人们对其发挥作用的分子机制仍不清楚。

在实际生活中,为了减少损失,农业生产中不得不大量施用化学农药,但这又对环境、人类健康、和农业可持续发展带来了挑战。在保护作物的同时,减少化学农药的施用,成为摆在农业生产者和科学家面前的一道难题。

科学家认为,解决这一问题的关键,就存在于植物细胞中:植物细胞内数目众多的抗病蛋白。这些蛋白发现病菌后,迅速启动植物防卫反应,杀死病菌,从而保护植物免受侵害。利用抗病蛋白,设计新型抗病虫育种,将大大减少化学农药的施用。

中国科学家对于抗病蛋白高分辨度结构和作用机制的解析,将为设计抗广谱、持久的新型抗病蛋白,发展绿色农业奠定核心理论基础。