山东建筑大学科研团队在植物先天免疫机制研究

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

近日，山东建筑大学市政与环境工程学院侯书国团队联合美国得克萨斯农工大学、杜克大学、法国图卢兹大学、日本冈山大学等知名大学的研究团队，通过对植物如何感受环境变化做出应激反应的研究，揭示了植物对病虫害、干旱等环境胁迫因素的应激机理。这一重要发现改变了人们以往对植物与环境之间相互作用关系的认知，对于促进生态良性循环和粮食安全问题具有重要意义。北京时间5月4日，国际著名学术期刊《自然》（Nature）在线发表这一研究成果。

绿色植物为地球生物提供食物来源，并在维持生态平衡、促进生态良性循环与发展和改善人类居住环境等方面起着至关重要的作用。植物经常面临包括病菌侵染等极端环境的影响。植物通过感知环境变化并做出应激反应，以保护自身免受环境恶化的影响。因此，研究植物感知环境变化并做出应激反应的机制，有助于我们应对环境变化，解决粮食安全和生态危机等问题。

该研究首次报道了一类全新的植物细胞因子SCREWs，并证明SCREWs作为信号分子调控植物先天免疫反应。为了全面理解SCREW的功能，科研人员鉴定了SCREW的识别受体NUT，并分析了SCREW-NUT触发的植物免疫信号应答机制。研究发现，当NUT识别SCREW后被另一个被称为BAK1的受体激酶激活，进而激活细胞内包括钙离子升高、丝裂原活化蛋白激酶激活、活性氧爆发等免疫反应。此外，研究人员还通过遗传学、病理学手段证明SCREW-NUT对植物抵御细菌、真菌和蚜虫是至关重要的。

研究人员还创新性地发现，SCREW-NUT通过作用植物应激激素脱落酸信号途径调控气孔开放，通过促进植物组织失水提高植物对病菌抗性。脱落酸能够通过诱导植物细胞内被称为ABI的磷酸酶降解，增强下游蛋白激酶OST1磷酸化，进而通过调控细胞膜上的离子通道打开诱导气孔关闭。该研究揭示，SCREW-NUT能够通过作用ABI-OST1抑制病原菌和脱落酸诱导的气孔关闭，促进植物组织失水。

侯书国副教授团队长期从事植物与环境互作的分子生物学研究。自2012年以来，该团队与美国得克萨斯农工大学何平教授、单立波教授，清华大学柴继杰教授、山东大学张伟教授等团队合作，创新性地提出了分泌肽作为植物先天免疫重要的调控因子，在揭示植物细胞因子调控植物先天免疫领域做出了突出的贡献。该研究获国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省科技攻关计划、山东省高校青创科技计划等项目资助。（母锐敏张之稳）