【知识分享】吉林农业大学副校长发表《Cell》 | 植物界的“器官移植”，让水稻学会辣椒的抗病绝招

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近日，吉林农业大学副校长、植物保护学科孙文献教授以通讯作者身份，在国际顶级学术期刊《Cell》上发表了一篇题为《Interfamily co-transfer of sensor and helper NLRs extends immune receptor functionality between angiosperms》的研究成果，这是吉林农业大学首次以通讯作者单位在Cell期刊上发表科研论文。该研究首次系统性地展示了通过共同转移感受型和辅助型NLR免疫受体，可以克服NLR免疫受体“受限的分类学功能”瓶颈，实现在分类学上差异较大的植物间重建免疫信号通路。这项发现不仅为作物病害的绿色防控提供了新策略，也为未来多物种间的分子设计育种提供了理论基础和实践指导。

植物内的NLRs（含有核苷酸结合域和富含亮氨酸重复序列的受体蛋白）能够直接或间接识别病原微生物分泌的效应蛋白，激活效应子触发的免疫反应（ETI），从而导致细胞坏死以抵御病原菌侵袭。由于目前大多数已知的抗病基因编码这类免疫受体蛋白，NLRs成为作物抗病育种的关键靶标。然而，NLRs在不同植物种类中表现出一定的特异性，这限制了它们在远缘物种之间的转移应用。

研究团队基于辣椒来源的Bs2 NLR基因对抗野油菜黄单胞菌的效果，探索了将此基因连同必要的辅助型NLRs一起转移到水稻中的可能性。实验结果表明，仅需转移茄科植物的感受型和辅助型NLR受体，即可在水稻中重构针对细菌性条斑病菌的有效免疫响应。此外，类似的方法在大豆中也得到了验证，表明通过共转移辅助型NLR可使感受型NLR受体的功能扩展到多个植物中。

这一突破性进展解决了长期以来关于如何利用跨物种NLR免疫受体的问题，并为缺乏内源抗病基因的作物提供了一种新的生物育种方法。通过这种策略，不仅能在水稻中重建对特定病原菌的免疫通路，还能创造具有抗病性的新种质资源。这些成果对于开发病害绿色防控措施和实施精准生物育种策略至关重要。

跨科共转移感受型与辅助型NLRs拓展了茄科胞内免疫受体在水稻、拟南芥和大豆中的功能

该论文的共同第一作者为中国农业大学植物保护学院博士研究生杜晓斐和英国赛恩斯伯里实验室博士后Maheen Alam。中国农业大学郭海龙教授、英国赛恩斯伯里实验室Jonathan Jones教授与吉林农业大学孙文献教授共同担任该研究论文的通讯作者。

近年来，孙文献教授团队在水稻与病原菌互作机制的研究中取得显著进展。团队在《Nature Communications》《Plant Cell》《Annual Review of Phytopathology》等国际权威期刊发表多篇论文，深入解析了多种水稻病害的致病机理，并揭示了复杂的作物免疫调控网络。这些成果为水稻抗病育种从传统经验模式迈向精准分子设计时代奠定了重要基础。

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