上海團隊解開植物抗病信號途徑之迷，外籍女科學家任科研組長

2020-09-05 話匣子FM

像人類一樣，植物也會面對來自周圍環境的各種威脅，比如植物病原體，病毒的攻擊，會令植物生病，甚至死死亡。在長期進化中，植物形成一系列複雜且巧妙的機制來感知並防禦病原體的威脅。植物細胞表面的細胞膜隔離細胞內部與外部環境。細胞膜外側則可能潛藏著病原體。而「警報」如何從外細胞外部傳遞到內部的，目前對這一過程尚不完全清楚。

北京時間24日深夜，中國科學院分子植物科學卓越創新中心上海植物逆境生物學研究中心西班牙科學家羅莎.洛薩諾-杜蘭（Rosa Lozano Duran）研究團隊，在國際著名學術期刊《細胞》上發表論文，揭示了一條連接細胞膜和葉綠體的重要信號傳遞途徑。文章報導了一些植物蛋白如何與細胞膜相關聯，並在感知病原體存在時，它們又如何從細胞膜轉移至葉綠體內部，「警告」葉綠體有威脅存在。緊接著，葉綠體通過「逆行信號傳遞」過程，將這些信息傳遞至細胞核，從而調節抗病基因表達，激活防禦以對抗入侵者。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。

研究還發現，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」上述植物蛋白質的行為。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，從而阻礙植物防禦反應的激活，幫助病原體的生存和繁殖。這項工作發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，達到抑制植物防禦的目的，有力證明了這條連接細胞膜和葉綠體的信號傳遞途徑在植物與微生物相互作用中起著核心作用。

每年，真菌、細菌、病毒等多種植物病原體在全球範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。這種新途徑的發現為設計的植物保護策略和開發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禦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。

值得一提的是，這一重鎊成果是該中心外籍科學家牽頭完成，團隊負責人羅莎 洛薩諾-杜蘭2015年加入中科院分子植物科學卓越創新中心上海植物逆境生物學研究中心，成立了自己的獨立研究組，並於2017年晉升為正式研究組長，組員國際化特徵明顯：成員來自西班牙、中國、法國、突尼西亞。研究組在位於分子植物卓越中心辰山園區，致力於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。羅莎表示，院所在該領域的科研實力、公平寬鬆的科研環境、優渥的人才待遇為自己的研究提供了必要的支撐，她正帶領團隊就這一最新成果展開後續更深入的研究，以期成果儘快服務於農業生產。

作者：上海電臺記者李雪梅編輯：陳敏責任編輯：包露

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