清华大学×首都师范大学合作最新Cell论文
生物世界·2026-01-28 12:21
研究背景与科学问题 - 植物面临病原微生物持续侵害,其保卫细胞能感知病原体并迅速关闭气孔,形成第一道防线“气孔免疫”[2] - 此前已知植物远端叶片在病原体侵染数天后,可通过水杨酸途径获得持续数天至数周的“系统获得性抗性”[2] - 然而,适宜病原体侵害的环境常使植株器官在数小时内先后受威胁,植物是否存在快速预警系统,在侵染后迅速将免疫信息传递至远端叶片,实现全局免疫,尚待解答[2] 核心研究成果 - 2026年1月27日,清华大学与首都师范大学的研究团队在《Cell》期刊发表研究,首次发现并报道了一种侵染早期快速启动的全新全局性免疫系统——“系统性气孔免疫”[3][8] - 该研究鉴定了介导该系统的移动性信号分子及其受体复合体,揭示了新型的细胞内信号转导机制,阐明了病原菌侵染早期快速启动全局防御的分子通路[3] 作用机制与分子通路 - 受病原体感染的本地叶片会将危险状态传递至未被感染的远端系统叶片,触发气孔关闭,启动系统性气孔免疫[5] - 由上游开放阅读框编码的系统性气孔免疫传导肽可作为长距离移动信号肽诱导系统性气孔免疫[5] - 在本地叶片中,USIC在病原体刺激下表达增加,并分泌至质外体进行长距离运输[5] - 在系统叶片中,USIC被细胞膜表面的SIRK1-KIN7受体复合物识别,并诱导MC4介导的KIN7切割,KIN7通过与AHA1质子泵/PIP2;1水通道蛋白相互作用,使液泡失水,调控气孔关闭[5] 研究意义与创新性 - 系统性气孔免疫区别于建立缓慢的系统获得性抗性,不依赖于水杨酸通路,具有更精简、更迅速的信号转导特性[8] - 这一发现开拓了植物免疫学理论,为开发具有广谱、快速抗病特性的作物提供了重要理论基础[8]