近日,必赢亚州bwin官网常明教授课题组与陕西师范大学必赢亚州bwin官网张美祥教授合作,在《Cell》子刊《Trends in Plant Science》在线发表综述论文 “TKP-NLR Calcium-Permeable Channels Shield Wheat from Fungi”。该论文一方面系统总结了小麦“串联激酶蛋白-NLR类抗病蛋白(TKP-NLR)”在抗真菌病害中的工作机制,另一方面对植物抗病基因的“传感器-辅助器(sensor-helper)”模型进行了重新分类与系统概括,为深入理解植物免疫系统提供了新视角。

抗病基因工作机制是植物免疫研究的核心问题之一。植物抗病基因能够识别病原菌的效应蛋白,并触发强烈免疫反应。“传感器-辅助器”模型描述了由“传感器”基因负责识别病原,“辅助器”基因负责信号转导的抗病基因协同工作机制,是植物-病原微生物互作研究的核心框架之一。本综述在经典模型的基础上,结合最新发现的TKP-NLR模块,提出了新的分类与整合方案,为该领域的理论体系拓展提供了参考。
TKP-NLR模块中,TKP蛋白通过激酶结构域直接识别病原菌效应蛋白,而配对的NLR类抗病蛋白则迅速启动免疫信号。该机制不仅能高效抵御小麦白粉病、秆锈病和麦瘟病等真菌病害,还具有结构多样性与进化适应性,为作物分子育种提供了广谱抗性新途径。无论是单一型NLR(singleton NLR)还是“传感器-辅助器”,最终都通过形成钙离子通道引发钙离子快速且持续的内流,进而激活效应蛋白触发的免疫反应(effector-triggered immunity,ETI),表明钙离子信号在植物免疫中具有重要地位。
抗病基因工作机制模型的深入研究不仅有助于解析植物ETI免疫反应的保守机制,也为跨物种抗病基因的设计与应用提供了科学依据。TKP-NLR的发现和抗病基因“传感器-辅助器”模型的整合,或将成为推动植物病害防控与作物遗传改良的重要突破口。
必赢亚州bwin官网博士研究生何金宇、杨云生为论文共同第一作者。必赢亚州bwin官网必赢亚州bwin官网常明教授和陕西师范大学必赢亚州bwin官网张美祥教授为论文共同通讯作者。本研究得到必赢亚州bwin官网高层次人才启动经费和国家自然科学基金资助。

Categorization of plant “sensor-helper” systems in effector-triggered immunity (ETI).