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中新網(wǎng)北京3月28日電 (記者 孫自法)記者從中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所(遺傳發(fā)育所)獲悉，該所植物免疫團(tuán)隊(duì)和合作者最近研究揭示一種植物免疫新機(jī)制，填補(bǔ)了植物串聯(lián)激酶(TKPs)免疫調(diào)控途徑的空白，為作物廣譜多抗品種精準(zhǔn)設(shè)計(jì)奠定了理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。
全新免疫機(jī)制
這項(xiàng)植物免疫領(lǐng)域重要研究由中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所劉志勇研究員領(lǐng)導(dǎo)的植物免疫團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合北京農(nóng)學(xué)院、南京師范大學(xué)、崖州灣國家實(shí)驗(yàn)室、湘湖實(shí)驗(yàn)室等科研伙伴共同完成，相關(guān)成果論文北京時間3月28日凌晨在國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)上線發(fā)表。
該研究論文揭示了串聯(lián)激酶抵御病原菌入侵的全新免疫機(jī)制：一個非典型的NLR蛋白WTN1(Wheat Tandem NBD1)與串聯(lián)激酶WTK3協(xié)同識別病原菌的效應(yīng)蛋白激發(fā)免疫反應(yīng)，表現(xiàn)對多種小麥真菌病害的抗性。這也突破領(lǐng)域內(nèi)對串聯(lián)激酶作用機(jī)制的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)串聯(lián)激酶與傳統(tǒng)NLR協(xié)同抗病新范式。
重要育種價值
論文共同通訊作者劉志勇研究員介紹，串聯(lián)激酶是近年來在小麥和大麥中發(fā)現(xiàn)的一類新型抗病蛋白，由兩個或多個激酶結(jié)構(gòu)域串聯(lián)而成，分別表現(xiàn)出對條銹病、葉銹病、稈銹病、白粉病、麥瘟病和黑粉病的抗性，具有重要的育種價值。
研究團(tuán)隊(duì)前期從中國小麥地方品種和野生二粒小麥中，分別克隆得到編碼新型串聯(lián)激酶的廣譜抗白粉病基因Pm24(WTK3)和Pm36(WTK7-TM)。不過，關(guān)于串聯(lián)激酶這類新型抗病蛋白存在許多懸而未決的科學(xué)問題，包括串聯(lián)激酶如何識別病原菌效應(yīng)因子、串聯(lián)激酶的不同激酶結(jié)構(gòu)域在作物免疫反應(yīng)中分別扮演什么樣的角色、串聯(lián)激酶通過什么免疫途徑激活作物的抗病反應(yīng)等。
兩個功能模塊
本項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過篩選抗白粉病基因Pm24(WTK3)的EMS誘變感病突變體，鑒定到一個WTK3抗病通路的關(guān)鍵因子WTN1，WTN1是與WTK3緊密連鎖的非典型NLR蛋白。遺傳學(xué)分析結(jié)果表明，WTN1的存在是WTK3免疫小麥白粉病的關(guān)鍵，WTK3-WTN1通過感受器-編碼器的協(xié)同作用模式激活免疫反應(yīng)。特別是WTK3不僅抗小麥白粉病，并且能夠識別麥瘟病菌效應(yīng)因子PWT4并觸發(fā)免疫反應(yīng)，具有潛在的抗麥瘟病能力。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過植物免疫學(xué)、生化實(shí)驗(yàn)、電生理實(shí)驗(yàn)和進(jìn)化分析等多種方法，發(fā)現(xiàn)小麥中的WTK3和WTN1基因在進(jìn)化過程中形成緊密的合作關(guān)系，共同幫助小麥抵抗病原菌的入侵。具體來說，WTK3有兩個重要的功能模塊：第一個模塊任務(wù)是識別病原菌釋放的“攻擊信號”-效應(yīng)蛋白；第二個模塊是形成一個“防御小分隊(duì)”，當(dāng)感知到病原菌入侵后，WTK3-WTN1復(fù)合物迅速被激活，形成離子通道促進(jìn)鈣離子內(nèi)流，從而激活超敏反應(yīng)和細(xì)胞程序化死亡。
特有基因資源
劉志勇總結(jié)表示，前期研究表明Pm24(WTK3)基因?yàn)橹袊←湹胤狡贩N所特有的基因資源，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的回交轉(zhuǎn)育，已將Pm24基因?qū)氲蕉鄠€高產(chǎn)小麥底盤品種，創(chuàng)制的抗病新種質(zhì)已無償發(fā)放給國內(nèi)多家單位進(jìn)行抗病育種利用。
這些研究成果有望解決中國小麥主產(chǎn)區(qū)缺乏廣譜抗白粉病基因資源的問題，同時為防控麥瘟病提前建立潛在的遺傳屏障，并為中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級提供重要的理論和技術(shù)支持。(完)
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網(wǎng)友評論 更多
388 草席
支持多語言，但有些翻譯不夠準(zhǔn)確，希望能改進(jìn)。
2025-03-27 22:58:46 推薦
蘭陵王小生 ：可以看到一些優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，但很多頁面都有注冊彈窗，有點(diǎn)打擾。
佘清 ：可以瀏覽的內(nèi)容有限，但整體體驗(yàn)還算流暢。
416 自由的老槍
“防沉迷提醒”每小時彈一次，但跳過按鈕小到需要用顯微鏡找！
2025-03-23 02:37:37 推薦
舞動九重天 ：無法參與評論，感覺少了點(diǎn)互動性，有點(diǎn)遺憾。
失憶鬧鐘 ：娛樂中心-用戶注冊的客服態(tài)度很好，但解決問題的效率有待提高。
96097 吃薄荷糖的喵
注冊流程有點(diǎn)復(fù)雜，填寫的信息太多了，希望能簡化一些。
2025-03-27 14:17:42 推薦
鉑金 ：可以瀏覽的內(nèi)容有限，但整體體驗(yàn)還不錯，至少沒有廣告干擾。
懶貓不瘦 ：無法保存瀏覽記錄，有點(diǎn)不方便。
2418 包小蕾
界面設(shè)計(jì)簡潔，但有些功能的使用說明不夠詳細(xì)，希望能補(bǔ)充。
2025-03-19 03:21:13 推薦
宅男村村民 ：內(nèi)容更新頻率適中，但質(zhì)量參差不齊。
電弧 ：娛樂中心-用戶注冊的部分功能需要優(yōu)化，使用起來不夠流暢，希望能改進(jìn)。
319 夏一溪
用娛樂中心-用戶注冊下載的某款游戲，居然閃退了一整天，兼容性太拉胯！
2025-03-02 20:37:35 推薦
先飛看刀 ：娛樂中心-用戶注冊的客服態(tài)度很好，但解決問題的速度有點(diǎn)慢，希望能更快一些。
豬頭的老公 ：部分功能需要優(yōu)化，使用起來不夠流暢，希望能改進(jìn)。