植物時刻面臨多種微生物的侵染威脅,在與微生物長期的相互作用中形成多層次的防御機制。一些病原微生物通過多種策略克服植物多層次的免疫機制,引發病害。農作物病蟲害導致的全球主要糧食作物的產量損失較大,威脅糧食安全。為減少農作物病蟲害發生,化學農藥的施用給環境帶來負擔,威脅人類健康。深入理解植物免疫機制是發展綠色、高效農作物病害防控技術的重要基礎。
9月8日,美國科學院院士、美國霍華德·休斯醫學研究所研究員、美國杜克大學教授董欣年,中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員周儉民,美國加州大學戴維斯分校教授Gitta Coaker,以及中科院微生物研究所研究員張杰合作,在MOLECULAR PLANT上在線發表題為Plant Immune Mechanisms: from Reductionistic to Holistic Points of View的展望綜述論文。論文系統總結植物多層次的免疫和防御機制研究進展,包括植物細胞外免疫,如氣孔免疫、根際免疫和胞間免疫;植物細胞表面免疫受體和胞內免疫受體介導的免疫識別和信號傳遞、不同類型免疫受體之間的交叉調控;非典型抗性基因介導的防御反應、維管束免疫反應、植物組織和細胞免疫反應異質性;植物免疫的翻譯調控、生物鐘與植物免疫調控等。
論文展望了植物免疫機制研究中尚未解決的前沿科學問題,以及植物免疫基礎研究在農作物抗病性擴展和改良中的潛在價值。對植物免疫機制的全面理解和深度解析,可以指導農業生產的可持續增長。高效利用廣譜抗性機制和不同的植物抗性基因,對作物抗病性改良具有重要的應用潛力。通過植物免疫基礎研究,了解植物如何自然地調節免疫反應,解析免疫和抗病基因激活機制和信號調控網絡,將為防控一些極具破壞性的植物病害提供理論指導和技術支撐。
張杰為論文第一作者,董欣年為論文通訊作者,周儉民和Gitta Coaker為論文共同作者。
微生物所等在植物免疫機制研究中獲進展
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