Nature Biotech | 打破物种界限，杨远坤等实现作物“借来”免疫力

在与病原菌漫长的“军备竞赛”中，植物通过免疫受体识别“入侵信号”，并迅速启动防御反应。然而，这些受体往往具有高度的物种特异性。近年来，科学家尝试通过跨物种转移免疫受体来增强作物抗病性，但常面临受体在异源系统中兼容性差、功能受限甚至失活等问题。如何让抗病受体在不同作物中保持稳定的免疫活性，一直是植物免疫与分子育种领域的重大挑战。

2025年10月13日，德国图宾根大学研究团队在Nature Biotechnology以长文形式在线发表题为“Engineered pattern recognition receptors enhance broad-spectrum plant resistance”的研究论文。该研究创新性提出了一种基于受体结构优化的全新策略，通过“生物编辑免疫受体”有效解决了跨物种兼容性问题，为实现作物广谱、稳定、无负效应的抗病改良开辟了新路径。

研究团队聚焦于拟南芥的类受体蛋白RLP23, 该受体能识别来自真菌、细菌和卵菌三大类病原菌的信号分子。研究人员将RLP23转移至番茄后，显著提升了番茄对多种病原菌的抗性，展现出良好的广谱防御效果。

研究人员意外发现，当删除RLP23的C端胞内结构域（仅19个氨基酸）后，其在异源系统（如烟草）中的免疫功能显著减弱，表明该结构域对跨物种适配至关重要。基于此结果，作者巧妙设计了优化版的RLP23：将来源于番茄类受体蛋白的胞内“小尾巴”结构域替换到 RLP23的C端后,其免疫力显著增强。而进一步替换全部C端结构域后，优化型 RLP23 在番茄中的免疫活性提升超过4 倍，并赋予植物对细菌、真菌和卵菌更强的广谱抗性。值得注意的是，这种抗性增强并未带来生长或产量损失。

更有意思的是，该策略在水稻和杨树等系统中同样适用，表现出在双子叶、单子叶及木材植物中的优异兼容性与通用性。

综上所述，作物可以“借助”拟南芥的免疫受体 RLP23 获得广谱抗性，而 RLP23则“借助”作物自身结构域赋予其更强大的免疫功能。这种“双向奔赴”的生物编辑免疫受体策略具有提升作物广谱抗病的巨大潜力。

鉴于成果的重要性与创新性，Nature Biotechnology 同期在线发表了由杨远坤博士独立撰写的研究简报（Research Briefing）“Engineering pattern recognition receptors facilitates plant resistance breeding”，强调了该研究在未来作物抗病育种领域的重大应用前景。

德国图宾根大学杨远坤博士（现荷兰莱顿大学玛丽·居里博士后）为第一作者和共同通讯作者，Andrea Gust博士为共同通讯作者。研究得到了德国图宾根大学Thorsten Nürnberger 教授，荷兰莱顿大学丁平涛博士，英国塞恩斯伯里实验室Jonathan D. G. Jones 教授以及西北农林科技大学黄丽丽教授等的大力支持。该项目获得了欧盟玛丽·居里博士后基金（MSCA）、欧盟ERC基金及德国DFG基金的资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41587-025-02858-8