Cell | 崖州湾国家实验室周俭民团队揭示植物“胞间通讯-免疫预警”机制

植物与病原微生物的战争是一场跨越亿年的攻防博弈，而“免疫预警”则是植物演化出的精妙战术之一。2026年2月24日，崖州湾国家实验室周俭民团队在Cell发表了题为“A regulatory network promotesapoplasticalkalinization to prime plant immunity in tissues distal to site of infection”的研究论文，揭示了植物通过细胞外碱化（pH上升）构筑细胞间通讯网络，提前预警、抵抗病原入侵的机制，为作物抗病设计提供了新的思路。

长期以来，植物免疫研究多集中于"单兵作战"场景，解析单个细胞内的信号转导通路，却较少关注细胞间如何通过"团队协作"建立整体抗性。近年来，越来越多的研究表明，即使未直接接触病原，侵染点周围植物组织能产生免疫响应，暗示不同细胞间存在某种信号交流。但这些信号究竟是什么？又如何跨越空间距离实现通讯？研究团队对此的探索源于一次意外发现：病原菌感染时，不仅感染点产生细胞外碱化，附近健康组织也产生碱化。这一线索如同一把钥匙，开启了团队对“胞间碱化”与“细胞通讯”的探索，最终揭开了“胞间通讯-免疫预警”机制的神秘面纱。

免疫激活胞间碱化的现象早在20世纪80年代就有报道，但其生物学意义和调控机制长久未被阐释。 此外，植物不具备动物的循环系统，植物细胞因子在细胞间的移动能力极其有限，如何在更远距离发挥通讯功能存疑。研究团队发现，细胞外碱化能提高植物细胞对免疫信号因子的响应能力和抗病性，对健康组织的预警和抗病性建立尤为重要。进一步研究发现，细胞外的碱化和信号传递，由一个包括植物细胞因子、钙依赖蛋白激酶和质膜质子泵形成的控制模块完成。碱化大幅提高邻近细胞对植物细胞因子的响应能力，使得邻近细胞发生新一轮的碱化并释放更多的植物细胞因子，由此形成碱化和植物细胞因子在细胞间的双重传播，将信号传递至更远处的细胞，实现免疫预警并提高抗性。通俗来说，植物不是靠单个细胞“硬扛”病原的入侵，而是靠细胞间“喊话”，以“碱化+发信号”的方式快速通知邻居们“备战”。这一发现不仅阐明“碱化-植物细胞因子协同促进胞间通讯”的核心机制，更揭示了植物抗性建立在细胞“团队协作”中的重要性。

综上所述，该研究解析了植物免疫中“胞间通讯-免疫预警”的机制，首次发现细胞外碱化与植物细胞因子联动这一通讯机制。对这一控制模块的解析，将有助于发展作物抗病新策略。

植物免疫中“胞间通讯-免疫预警”机制

崖州湾国家实验室青年科学家王宏泽、山东农业大学副教授李秀明为论文共同第一作者，崖州湾国家实验室首席科学家周俭民研究员与王宏泽为共同通讯作者（周俭民为责任通讯，Lead Contact）。南方科技大学王鹏程团队、瑞士苏黎世大学Cyril Zipfel团队、中国科学院遗传与发育生物学研究所褚金芳团队、英国塞斯伯里实验室Jack Rhodes博士也参与了此项研究。该工作得到崖州湾国家实验室、国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00114-5