陕西
农作物病虫害是农业生产中的一大挑战，造成作物减产、品质下降和经济损失，威胁粮食安全。面对前来取食的昆虫，扎根于土壤的植物无法主动躲避，只能依靠自身的免疫系统察觉危险、启动防御。昆虫取食时，会向植物组织释放成分复杂的口器分泌物，其中包含多种帮助其获取营养的消化酶。这些酶在植物体内会分解产生一些小分子。那么，植物能否从中发现昆虫侵袭的“痕迹”，并以此为信号启动防御？植物也有感应吗？这一问题关乎植物的生存智慧。
2026年11月12日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚院士团队联合万里研究团队在Nature发表了题为A plant RNA-binding protein senses 2′,3′-cNMP produced by insect effectors的研究论文，揭示了植物感知昆虫侵害启动防御反应的新机制。
稻绿蝽是一种广食性害虫，危害水稻等多种作物。研究团队发现，稻绿蝽取食时向植物组织释放T2核酸酶NVR1，该酶在降解植物核酸（RNA）的同时产生一类具有免疫活性的小分子——2′,3′-环核苷酸（2′,3′-cNMP）。这些小分子成为昆虫取食留下的“预警信号”，能够被水稻中富含甘氨酸的RNA结合蛋白NIB1捕获。接收到信号后，NIB1在细胞核内集结形成凝聚体，招募免疫中心枢纽蛋白EDS1，启动下游抗虫防御反应。从昆虫取食的“分子痕迹”，到植物感知信号并调动防御，研究揭示了从核酸降解参到植物抗虫反应的一条新途径。
这一“预警系统”是否只存在于稻绿蝽与水稻之间？研究人员发现，与NVR1同源的T2家族核酸酶，也存在于稻纵卷叶螟和绿盲蝽的口器分泌物中；而负责感知信号的核酸结合蛋白及其识别2′,3′-cNMP的关键位点，在陆生植物中高度保守。实验表明，类似的“分子预警”过程也能在其他植物与昆虫之间发生，是植物抵御不同昆虫侵害的一种广谱机制。研究人员还发现，外源施用核酸酶降解产物能够增强植物抗虫能力，显示出2′,3′-cNMP作为植物免疫诱导剂的应用潜力。
从昆虫取食留下的“分子痕迹”，到调动植物自身的防御力量，这一研究为理解植物抗虫免疫提供了新视角，也为发掘抗虫基因、培育抗虫新品种和核酸生物农药的迭代更新提供了新思路。
图1. 稻绿蝽分泌核酸酶激活植物抗虫免疫的机制模式图
中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士后郭晓祥，已毕业博士生黄嘉发，博士生赵靖童和甘以杰为共同第一作者，陈晓亚院士和万里研究员为论文共同通讯作者。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-026-11259-z
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