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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【中國科學(xué)報(bào)】科學(xué)家揭示植物抗病性與繁殖力平衡機(jī)制

2021-10-08 中國科學(xué)報(bào) 黃辛

【字體：大中小】

語音播報(bào)

何祖華（左一）帶領(lǐng)學(xué)生在田間調(diào)查水稻抗病性。課題組供圖

　　近日，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心何祖華研究團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞》在線發(fā)表論文，揭示了水稻鈣離子感受器ROD1精細(xì)調(diào)控水稻免疫，從而降低水稻因廣譜抗病引發(fā)的生存代價(jià)，平衡水稻抗病性與生殖生長和產(chǎn)量性狀。

　　水稻是我國重要的糧食作物之一。但近年來，水稻病蟲害發(fā)生情況嚴(yán)重，對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。但高抗的水稻品種往往生長發(fā)育受到限制，導(dǎo)致產(chǎn)量降低。那么，如何在提高水稻抗病性的同時(shí)不影響其產(chǎn)量性狀，維持好植物抗病與生長發(fā)育的平衡？此外，面對病原菌的不斷進(jìn)化，如何讓植物的免疫屏障有效抵御不同病原菌的反復(fù)進(jìn)攻？

　　研究人員發(fā)現(xiàn)ROD1作為一個(gè)新的植物免疫抑制中樞，通過降解具有免疫活性的超氧分子（ROS），從而抑制植物的防衛(wèi)反應(yīng)。因此，在沒有病原菌侵染時(shí)，植物的基礎(chǔ)免疫維持在較低水平，有利于水稻生殖生長，進(jìn)而提高產(chǎn)量。但當(dāng)病原菌侵染時(shí)，植物進(jìn)化出了聰明的免疫激發(fā)新途徑：通過降解ROD1減弱其功能，保證植物在抵御病原菌時(shí)能產(chǎn)生有效的防衛(wèi)反應(yīng)，不至于迅速發(fā)病枯死，并能繁殖后代。

　　另一方面，病原菌和植物長期處于“軍備競賽”的協(xié)同進(jìn)化過程中。研究發(fā)現(xiàn)水稻稻瘟病菌會進(jìn)化出模擬ROD1結(jié)構(gòu)的毒性蛋白，在植物體內(nèi)盜用ROD1的免疫抑制途徑，實(shí)現(xiàn)侵染的目的。由于植物無法逃避病原菌的侵染，因此進(jìn)化出了與病原菌共同生存的策略：通過適當(dāng)減弱植物的抗病能力，來保證其生長繁殖、延續(xù)后代，讓植物抗病性與繁殖力維持相對平衡的水平。這就是植物聰明的生存之道。

　　“以往相關(guān)研究聚焦了鈣離子信號如何激活植物免疫的問題，但這項(xiàng)成果揭示了一條以鈣離子受體ROD1為核心的免疫抑制新通路，以及植物與病原菌利用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬介導(dǎo)的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，為植物免疫領(lǐng)域研究提供重要的新啟示?！焙巫嫒A告訴《中國科學(xué)報(bào)》，該研究首次說明作物能夠選擇與氣候或栽培條件相適應(yīng)的免疫策略，讓植物抗病能力與生長發(fā)育即環(huán)境適應(yīng)性達(dá)到最佳平衡。

　　該研究組進(jìn)一步挖掘ROD1的育種應(yīng)用價(jià)值，通過對3000多種不同水稻品種的基因序列分析，發(fā)現(xiàn)ROD1單個(gè)氨基酸的改變可以影響其抗性和地理分布，說明作物抗病性受地域起源的選擇，豐富了作物馴化的理論基礎(chǔ)。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.09.009

　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2021-10-08 第4版綜合）

　　何祖華（左一）帶領(lǐng)學(xué)生在田間調(diào)查水稻抗病性。課題組供圖
　　近日，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心何祖華研究團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞》在線發(fā)表論文，揭示了水稻鈣離子感受器ROD1精細(xì)調(diào)控水稻免疫，從而降低水稻因廣譜抗病引發(fā)的生存代價(jià)，平衡水稻抗病性與生殖生長和產(chǎn)量性狀。
　　水稻是我國重要的糧食作物之一。但近年來，水稻病蟲害發(fā)生情況嚴(yán)重，對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。但高抗的水稻品種往往生長發(fā)育受到限制，導(dǎo)致產(chǎn)量降低。那么，如何在提高水稻抗病性的同時(shí)不影響其產(chǎn)量性狀，維持好植物抗病與生長發(fā)育的平衡？此外，面對病原菌的不斷進(jìn)化，如何讓植物的免疫屏障有效抵御不同病原菌的反復(fù)進(jìn)攻？
　　研究人員發(fā)現(xiàn)ROD1作為一個(gè)新的植物免疫抑制中樞，通過降解具有免疫活性的超氧分子（ROS），從而抑制植物的防衛(wèi)反應(yīng)。因此，在沒有病原菌侵染時(shí)，植物的基礎(chǔ)免疫維持在較低水平，有利于水稻生殖生長，進(jìn)而提高產(chǎn)量。但當(dāng)病原菌侵染時(shí)，植物進(jìn)化出了聰明的免疫激發(fā)新途徑：通過降解ROD1減弱其功能，保證植物在抵御病原菌時(shí)能產(chǎn)生有效的防衛(wèi)反應(yīng)，不至于迅速發(fā)病枯死，并能繁殖后代。
　　另一方面，病原菌和植物長期處于“軍備競賽”的協(xié)同進(jìn)化過程中。研究發(fā)現(xiàn)水稻稻瘟病菌會進(jìn)化出模擬ROD1結(jié)構(gòu)的毒性蛋白，在植物體內(nèi)盜用ROD1的免疫抑制途徑，實(shí)現(xiàn)侵染的目的。由于植物無法逃避病原菌的侵染，因此進(jìn)化出了與病原菌共同生存的策略：通過適當(dāng)減弱植物的抗病能力，來保證其生長繁殖、延續(xù)后代，讓植物抗病性與繁殖力維持相對平衡的水平。這就是植物聰明的生存之道。
　　“以往相關(guān)研究聚焦了鈣離子信號如何激活植物免疫的問題，但這項(xiàng)成果揭示了一條以鈣離子受體ROD1為核心的免疫抑制新通路，以及植物與病原菌利用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬介導(dǎo)的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，為植物免疫領(lǐng)域研究提供重要的新啟示?！焙巫嫒A告訴《中國科學(xué)報(bào)》，該研究首次說明作物能夠選擇與氣候或栽培條件相適應(yīng)的免疫策略，讓植物抗病能力與生長發(fā)育即環(huán)境適應(yīng)性達(dá)到最佳平衡。
　　該研究組進(jìn)一步挖掘ROD1的育種應(yīng)用價(jià)值，通過對3000多種不同水稻品種的基因序列分析，發(fā)現(xiàn)ROD1單個(gè)氨基酸的改變可以影響其抗性和地理分布，說明作物抗病性受地域起源的選擇，豐富了作物馴化的理論基礎(chǔ)。
　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.09.009
　　（原載于《中國科學(xué)報(bào)》 2021-10-08 第4版綜合）
　　

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