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植物免疫受体工程改造:基于病原蛋白酶切割激活的广谱抗病新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月18日 来源:Nature 50
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来自全球多机构的研究团队针对植物病原体快速进化导致的抗病性局限问题,通过创新性设计嵌合蛋白(含病原蛋白酶切割位点与自激活NLR受体),实现了植物对多种马铃薯Y病毒属病毒的广谱完全抗性。该研究为跨病原界(病毒/细菌/卵菌/真菌/线虫等)的病害防控提供了通用技术框架。
这项突破性研究开创了植物广谱抗病的新范式。科学家们巧妙设计了一种嵌合蛋白——将含有病原体保守蛋白酶切割位点的柔性多肽,与自激活型核苷酸结合 leucine-rich-repeat免疫受体(NLR,含CC或RPW8-like coiled-coil结构域)进行融合表达。当病原体入侵时,其特有的蛋白酶会精准切割嵌合蛋白,释放出具有活性的NLR组分,从而触发植物免疫级联反应。
研究团队成功验证了该策略的普适性:单个工程化NLR即可赋予植物对多种马铃薯Y病毒属病毒(potyviruses)的完全抗性。由于蛋白酶在病毒、细菌、卵菌、真菌、线虫等病原体中高度保守,这项技术有望成为对抗全球粮食安全威胁的"通用武器"。该研究突破了传统抗病育种受限于病原体快速进化的瓶颈,为开发持久广谱抗病作物提供了全新分子设计思路。
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