综述:植物免疫与抗性机制:一篇社论

【字体: 时间:2025年09月01日 来源:Physiotherapy 3

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  本期《生理与分子植物病理学》特刊聚焦植物免疫防御体系的多层次调控网络,系统阐述了植物通过模式触发免疫(PTI)、效应子触发免疫(ETI)和系统获得抗性(SAR)等机制抵御病原体入侵的分子基础。研究涵盖抗性基因定位、转录因子(如WRKY/三螺旋蛋白)调控、代谢通路诱导及微生物组工程等前沿领域,为开发基于信号分子(SA/JA/ET/ROS/NO)的绿色植保策略提供了理论支撑。

  

植物免疫与抗性机制:解码自然防御的分子密码

植物在亿万年的进化中构建了精密的免疫防御体系。从物理屏障到分子层面的攻防战,这场无声的战争每天都在叶片和根际上演。

Introduction

植物免疫系统如同一个多层次的城堡防御体系:最外层是蜡质角质层和细胞壁等物理屏障,内部则部署着由病原相关分子模式(PAMP)触发的第一道警报系统——PTI。当病原体突破这道防线并分泌效应蛋白时,植物通过R蛋白介导的ETI发动"自杀式防御",引发超敏反应(HR)限制病原扩散。更令人惊叹的是,局部感染能激活SAR,使整株植物进入戒备状态。

信号分子在这场防御战中扮演着指挥官角色:水杨酸(SA)主导对抗活体营养型病原体,茉莉酸(JA)和乙烯(ET)调控死体营养型病原体防御,而活性氧(ROS)和一氧化氮(NO)则是传递危险信号的烽火。转录重编程过程中,WRKY等转录因子如同交响乐指挥,协调数百个病程相关(PR)基因的表达。

Mechanisms explored

最新研究揭示了微生物组在植物免疫中的关键作用。木霉(Trichoderma asperellum)和白僵菌(Beauveria bassiana)等有益微生物能"训练"植物免疫系统,通过启动防御 priming 现象实现"免疫记忆"。基因编辑技术(CRISPR/TALENs)则让科学家能够精准修饰WRKY等靶点,培育抗病新品种。

抗氧化防御系统的研究发现,部分抗性品种通过调节过氧化物酶活性减轻氧化损伤。病原体研究则暴露出其狡猾的适应策略:某些效应蛋白能特异性干扰宿主SA信号通路,而病毒则演化出RNA沉默抑制子对抗植物RNA干扰机制。

Conclusions

这些发现为可持续农业提供了多元解决方案:从微生物菌剂开发到抗病育种,从代谢通路调控到田间微生态管理。未来研究将更关注不同防御途径间的交叉对话(crosstalk),以及如何平衡抗病性与生长发育的代谢代价。这场植物与病原体的"军备竞赛",终将在分子生物学家的解码下走向智慧农业的新纪元。

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