科学家揭秘植物免疫系统工作原理

 本报讯 刘宇轩 董瑞丰 人体免疫功能已为人所知，但植物如何抗击外来病菌入侵？我国科学家首次发现植物防控病虫侵害“哨兵”——“抗病小体”的存在及其工作原理，为提高植物抗病性、防治农作物病虫害提供了理论支撑。该研究成果5日在线发表于国际权威学术期刊《科学》。

该项成果的共同通讯作者、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员周俭民介绍，早在25年前，科学家们发现了植物细胞内发挥免疫功能的“抗病蛋白”，但多年来却一直未能破解“抗病蛋白”如何防控病菌侵害这个“谜团”，这项最新研究解释了这一防御机理。

原来，“抗病蛋白”可经一系列中间过程生成“抗病小体”。在受到外来病菌侵袭后，“抗病小体”可直接在细胞质膜上发出“自杀指令”，让植物细胞与病虫害“同归与尽”。周俭民表示，“抗病小体”很可能就是植物细胞死亡和免疫执行者。

农作物病虫害是农业生产的重大威胁。我国每年因病虫害损失的粮食相当于2亿至3亿人一年口粮。为减少病害，部分地区长期、大量施用农药，据了解，我国耕地面积仅占全球的8%，但农药施用量却占到全球的三分之一。

该项成果的另一位通讯作者、清华大学生命科学学院教授柴继杰说，长期大量的农药使用会造成环境污染，残留农药也会威胁餐桌安全。在少使用、不使用农药的情况下，稳定产量需要依靠农作物自身的抗病性，而提高抗病性，必须首先认识植物免疫系统的工作原理，这便是这项研究的价值所在。

英国皇家学会会士索芬·卡蒙（Sophien Kamoun）评价说，这一研究给植物免疫领域带来众多启示，让我们在实现设计植物抗病基因的路上迈出了一大步，将更好地服务于未来农业生产。