高被引科学家丨周俭民：植物免疫学领域顶尖大牛

学者名片

周俭民，博士，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员；曾任植物基因组学重点实验室学术委员会委员，美国农业部NRI基金植物遗传机理专家组成员；MPMI，Molecular Plant,编委；科睿唯安全球高被引科学家

研究成果介绍

【研究背景】

植物利用细胞表面定位的模式识别受体（PRRs）来感知微生物或植物的分子模式，并触发一系列的免疫反应来抵御各种微生物的入侵。例如，拟南芥受体激酶（RK）FLS2在共受体BAK1的存在下识别细菌鞭毛蛋白表位flg22。同样，拟南芥PRRs EFR、LYK5和Pep受体（PEPRs）分别识别细菌延伸因子Tu表位elf18、真菌衍生的细胞壁成分几丁质和植物诱导肽（Peps）。在PRRs的下游，中央免疫激酶BIK1和它的近亲PBS1样（PBL）激酶直接将多种免疫成分磷酸化以激活免疫反应。其中包括负责产生活性氧（ROS）的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯（NADPH）氧化酶呼吸爆发同源蛋白D（RbohD）、环核苷酸门控通道（CNGC2和CNGC4）和OSCA1. 3控制钙的流入，有丝分裂原活化蛋白激酶激酶MPKKK3、MPKKK5和MEKK1管理MAP激酶级联，以及异源三聚体G蛋白亚单位特大G蛋白2（XLG2）和G蛋白信号调节蛋白1（RGS1）。虽然这些解释了模式触发的ROS产生、钙通量和MAP激酶级联的激活，但异源三聚体G蛋白如何调节防御仍不清楚。

【成果简介】

国际权威学术期刊Cell Host & Microbe发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所的周俭民团队最新相关研究成果，题为A surface-receptor-coupled G protein regulates plant immunity through nuclear protein kinases的研究论文。

【图文导读】

图1. Flg22诱导XLG2的核积聚

图2. XLG2的NLS是抵抗Pst的必要条件

图3. XLG2的磷酸化是flg22诱导的核转位和对Pst的抵抗所必需的

图4. XLG2与细胞核中的MLKs相互作用

图5. MLKs以一种依赖激酶的方式负向调节植物免疫

图6. MLKs和XLG2共同调控抗菌免疫力

图7. XLG2抑制MLK的激酶活性并解除对防御基因表达的抑制

人物介绍

工作教育经历

1984年毕业于四川大学生物系，同年考入中国科学院遗传研究所，1987年获得中国科学院遗传研究所硕士学位，1994年毕业于普渡大学园艺系，获得博士学位。1994-1997年，普渡大学农学系，从事博士后工作；1997-2002年，堪萨斯州立大学植物病理系，助教授；2002-2005年，堪萨斯州立大学植物病理系，副教授；2004-2010年，北京生命科学研究所，高级研究员；2010-2012年，北京生命科学研究所， 资深研究员；2012年-现在，中国科学院遗传与发育生物学研究所, 研究员。

研究领域

同动物一样，植物能通过免疫受体识别病原生物并激活天然免疫反应。

（1）实验室的主要兴趣之一是植物识别不同的病原微生物并激活免疫反应的分子机理。此外，病原微生物能向宿主细胞分泌致病蛋白，使它们得以抑制植物的免疫系统、扰乱细胞活动、最终引起病害。

（2）实验室的另一个主要兴趣是阐明这些致病蛋白在宿主细胞内的生化功能。

研究概述

周俭民团队的主要研究兴趣是植物与病原微生物间相互作用的机理。植物可以感受病原菌的入侵，并且启动防卫反应成功地抵御病原菌的感染。而病原菌通过对寄主的适应，能够克服寄主的免疫反应，引发病害。

周俭民团队主要以拟南芥和假单孢杆菌间互作为模式回答如下问题：植物是怎样感受病原菌并激活先天免疫反应的？其信号传导的分子机理是什么？病原菌的致病蛋白是如何克服植物免疫系统的？对这些问题的回答，有利于农业生产中对病害的控制。另外，因为动植物先天免疫机理的相似性和植物遗传易操作性，该团队的工作还有助对动物先天免疫的认识。

2019年11月20日，中国农业科学院发布了10项能够充分代表2018年我国农业科技前沿研究水平、取得重大突破性进展的基础科学研究成果，其中包括：模式识别受体通过胞质激酶直接激活丝原蛋白激酶的级联反应。该研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民团队主导，揭示了多种模式识别受体介导的激活丝原蛋白激酶级联反应、并使植物获得抗病性的分子机制。鉴于这种植物免疫通路新机制在植物生长发育和非生物胁迫中发挥广泛的作用，这些发现对其他植物生物学过程的研究也具有重要借鉴意义。

截至目前，周俭民博士在Web of Science中的出版物共有100余篇，H指数63，研究论文总被引次数14000余次，自2017年至2022年连续6年获得科睿唯安“全球高被引科学家”称号（植物和动物学领域）。

近期代表作

PUB25 and PUB26 Promote Plant Freezing Tolerance by Degrading the Cold Signaling Negative Regulator MYB15

A cyclic nucleotide-gated channel mediates cytoplasmic calcium elevation and disease resistance in rice

Regulation of mitochondrial NAD pool via NAD(+) transporter 2 is essential for matrix NADH homeostasis and ROS production in Arabidopsis

Ligand-triggered allosteric ADP release primes a plant NLR complex

Reconstitution and structure of a plant NLR resistosome conferring immunity

Early signalling mechanisms underlying receptor kinase-mediated immunity in plants

Deacetylation of chitin oligomers increases virulence in soil-borne fungal pathogens

Small RNA trafficking at the forefront of plant-pathogen interactions

The MAP4 Kinase SIK1 Ensures Robust Extracellular ROS Burst and Antibacterial Immunity in Plants

A single transcription factor promotes both yield and immunity in rice

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