本文围绕中国科学院遗传与发育生物学研究所植物免疫团队的研究成果展开,详细介绍了麦类作物串联激酶抵御病原菌入侵的全新免疫机制,包括串联激酶的相关背景、WTK3和WTN1的抗病新机制等,还阐述了该成果对农业发展的重要意义。
记者从中国科学院遗传与发育生物学研究所了解到,该所的植物免疫团队联合其他合作者,开展了一项意义重大的研究。他们通过深入探索,成功揭示了麦类作物串联激酶抵御病原菌入侵的全新免疫机制。这一研究成果具有突破性,突破了植物免疫领域内对于串联激酶作用机制的传统认知,并且填补了植物串联激酶免疫调控途径的空白。更为重要的是,它为作物广谱多抗品种的精准设计奠定了坚实的理论和应用基础。该研究成果于北京时间3月28日在国际学术期刊《科学》上发表。
串联激酶是近年来在小麦和大麦中被发现的一类新型抗病蛋白。它的结构比较特殊,是由两个或多个激酶结构域串联而成。然而,对于这类新型抗病蛋白,存在着许多尚未解决的科学问题。比如,串联激酶的不同激酶结构域在作物抗病免疫反应中分别起着什么样的作用?串联激酶又是通过何种免疫途径来激活作物的抗病反应?这些问题都有待进一步研究解答。
△小麦抗病基因WTK3的高产抗病新种质
据了解,蛋白质WTK3属于串联激酶的一种。之前,科研人员在中国特有的小麦地方品种中发现了它具有抵抗白粉病的作用,但是一直不清楚它具体是如何抵抗白粉病的。中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇研究员领导的植物免疫团队,运用了植物免疫学、生化实验、电生理实验和进化分析等多种研究方法。经过不懈努力,他们发现基因WTN1是串联激酶WTK3发挥抗病作用的重要帮手,二者携手形成了发挥抗病作用的新机制。在小麦的进化过程中,WTK3和WTN1基因逐渐形成了紧密的合作关系,它们共同助力小麦抵抗病原菌的入侵。此外,科研团队还发现,WTK3不仅能够抵抗白粉病,对麦瘟病也具有抗性,这表明WTK3这种串联激酶具有广泛的抗性。
这项研究成果具有重要的现实意义。它有望解决我国小麦主产区缺乏广谱抗白粉病基因资源的问题,同时还能为防控麦瘟病提前建立潜在的遗传屏障。可以说,该研究成果为我国农业可持续发展和产业升级提供了重要的理论和技术支持。
本文介绍了中国科学院遗传与发育生物学研究所植物免疫团队揭示麦类作物串联激酶抵御病原菌入侵的全新免疫机制,阐述了串联激酶的特点及相关科学问题,重点说明了WTK3和WTN1的抗病新机制和WTK3的广泛抗性,最后强调该成果对我国农业发展具有重要意义。本文总结