近日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心辛秀芳研究團隊在《自然》上發表最新研究成果，揭示了植物兩大類免疫通路PTI和ETI并不是獨立發揮功能，而是存在相互放大的協同作用，從而保障植物在應對病原菌入侵時能夠輸出持久且強烈的免疫響應。該研究為人們重新認識和理解植物免疫提供了重要理論依據。
植物在與病原菌長期“博弈”的過程中，進化出了免疫系統。研究人員發現第一層免疫系統PTI缺失的植物，也很大程度喪失了由第二層免疫系統ETI介導的植物抗病能力。這一現象表明，PTI免疫系統相對于ETI免疫系統不可或缺。進一步研究發現，第一層免疫系統對激活第二層免疫系統輸出正常的免疫反應，尤其是在調控活性氧的產生方面起到重要作用。活性氧作為能夠直接殺死病原菌的分子及放大植物其他免疫事件的信號，對植物抵抗病原菌入侵具有重要作用。
論文通訊作者辛秀芳告訴《中國科學報》，這項研究揭示了植物兩層免疫系統通過精密的分工合作來實現活性氧的大量產生，其中ETI免疫系統負責增強活性氧合成酶RBOHD蛋白的表達，而PTI免疫系統促進RBOHD蛋白完全激活，二者缺一不可。這一精巧的合作機制保障植物在面臨病原菌侵染時，快速準確地輸出足夠的免疫響應，同時在植物面臨不同微生物時，避免過度免疫輸出，從而確保植物平衡生長和環境脅迫的抗性反應。
有趣的是，這項研究還發現植物的ETI免疫系統可以通過增強PTI免疫系統中核心蛋白組分的表達，放大PTI免疫系統，誘導其更加持久的免疫輸出。因此，PTI和ETI兩大免疫系統相輔相成，為植物在應對病原菌入侵時激發強烈而持久的免疫反應提供了有力保障。
專家表示，這項研究成果不僅揭開了植物不同免疫系統間的親密關系，建立了新的植物免疫系統架構模型，而且為后續通過整合植物雙層免疫系統培育優良持久抗病的農作物品種提供了新思路。（黃辛 許俐）
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