水稻是主粮，是国家安全的基础。我国水稻生产主要面临的挑战包括：

  1. 水稻生长过程中常受到稻瘟病菌等病原真菌的侵扰，过度依赖化学农药，从而对环境和食品安全构成严重威胁。
  2. 水稻对磷、氮等营养元素的巨大需求，导致过度施肥，严重污染环境。

因此，深入探索水稻免疫和共生的机制，提高作物抗病性和营养吸收是农作物育种的重要方向之一。

 
 

北京时间5月15日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队、张余团队以及何祖华院士团队在水稻免疫机制研究上取得了重大突破。该成果以“水稻通过释放泛素制动器来激活由OsCERK1介导的免疫反应”为题，在国际顶级学术期刊《自然》上发表，为深入理解植物如何巧妙使用免疫系统这把“双刃剑”协调抗病、共生和生长的平衡奠定了理论基础。研究发现了一种名为OsCIE1的调控蛋白能够束缚OsCERK1激酶活性。在无病原菌侵染的时期，OsCIE1能够像“紧箍圈”一样，将一种名为泛素的小蛋白分子连接到OsCERK1蛋白表面，抑制OsCERK1的激酶活性，防止免疫过度激活。然而，当水稻面临病原真菌入侵时，真菌细胞壁上的长链几丁质迅速诱导OsCERK1的激酶活性。该激酶将磷酸基团分子添加至OsCIE1蛋白表面的关键区域，抑制OsCIE1限制OsCERK1的能力，从而解除“紧箍圈”的束缚。此时，免疫信号通路被OsCERK1成功激活，启动植物免疫反应，抵抗病原菌的侵染。

△共生产量/免疫平衡的机制示意图

科研人员通过合作利用结构生物学方法，精确鉴定了控制OsCIE1，“紧箍圈”松紧的关键位点Ser237。当Ser237位点被OsCERK1磷酸化修饰时，如同紧箍咒失效，OsCERK1便可展现其威力，积极抵御外敌。而一旦Ser237位点未被磷酸化，紧箍圈再次发挥作用，OsCERK1则恢复平静。

抵御外敌的同时，OsCERK1控制水稻菌根共生的建立，使丛枝菌根真菌进入植物根系，并利用其发达的菌根网络协助水稻更高效地吸收磷、氮等关键营养物质，促进水稻的生长发育。因此，该研究揭示了OsCIE1这一“紧箍圈”，及其“咒语”Ser237磷酸化位点，在植物免疫和共生中的作用，不仅阐明了植物协同调节免疫、共生和生长发育的分子机制，同时也为未来绿色农业生产提供了基因资源。

（总台记者 窦筠韵）

来源：央视新闻客户端


                                        
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