植物時刻面臨多種微生物的侵染威脅，在與微生物長期的相互作用中形成了多層次的防禦機制。一些病原微生物通過多種策略克服植物多層次的免疫機制，引發病害。由農作物病蟲害導致的全球主要糧食作物的產量損失約為17%至30%，嚴重威脅糧食安全。為減少農作物病蟲害發生，大量化學農藥的施用給環境帶來巨大負擔，威脅人類健康。深入理解植物免疫機制是發展綠色、高效農作物病害防控技術的重要基礎。
日前，美國科學院院士、杜克大學董欣年教授，中科院遺傳與發育生物學研究所周儉民研究員，美國加州大學戴維斯分校Gitta Coaker教授，中科院微生物研究所張杰研究員合作在MOLECULAR PLANT在線發表題為「Plant Immune Mechanisms: from Reductionistic to Holistic Points of View」的展望綜述論文。論文系統總結了植物多層次的免疫和防禦機制研究進展，包括植物細胞外免疫，如氣孔免疫、根際免疫和胞間免疫；植物細胞表面免疫受體和胞內免疫受體介導的免疫識別和信號傳遞、不同類型免疫受體之間的交叉調控；非典型抗性基因介導的防禦反應、維管束免疫反應、植物組織和細胞免疫反應異質性；植物免疫的翻譯調控、生物鐘與植物免疫調控等。
論文還展望了植物免疫機制研究中尚未解決的前沿科學問題，以及植物免疫基礎研究在農作物抗病性擴展和改良中的潛在價值。對植物免疫機制的全面理解和深度解析可以指導農業生產的可持續增長。高效利用廣譜抗性機制和不同的植物抗性基因，對作物抗病性改良具有重要的應用潛力。通過植物免疫基礎研究，了解植物如何自然地調節免疫反應，解析免疫和抗病基因激活機制和信號調控網絡，將為防控一些極具破壞性的植物病害提供理論指導和技術支撐。
圖片來源於MOLECULAR PLANT網站
中科院微生物研究所張杰研究員為論文第一作者，美國科學院院士、霍華德休斯醫學研究所研究員、杜克大學董欣年教授為論文通訊作者，中科院遺傳與發育生物學研究所周儉民研究員和美國加州大學戴維斯分校Gitta Coaker教授為共同作者。
論文地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205220303026