【文匯網訊】(香港文匯網記者 劉凝哲 北京報道)中國是世界上農作物病蟲害最多的國家，也是化學農藥使用最多的國家，給環境和人類健康帶來巨大風險。中國科學院和清華大學的聯合研究，則有可能改變上述情況。科學家們在植物免疫研究領域取得歷史性的重大突破，發現由抗病蛋白組成的抗病小體並解析其電鏡結構，從而揭示了抗病蛋白管控和激活的核心分子機制，為更好利用抗病蛋白提供了新的可能。這項研究被國際同行評價為「植物免疫研究的里程碑事件」，日前發表在國際權威學術期刊Science上。
中科院遺傳與發育生物學研究所周儉民研究員向本網介紹了這一研究成果。他說，植物同動物一樣，在成長中會受到病毒、細菌、真菌、昆蟲等的侵襲。植物雖不能移動躲避，但也不是逆來順受，任「菌」宰割。在漫長的進化過程中，植物「修煉」出完備的防禦系統。
以植物與細菌的鬥爭為例，病原細菌可以通過植物葉片表面的氣孔或傷口等開口進入葉片內部，在植物細胞間隙中奪取營養並增殖。植物不會坐以待斃，植物細胞表面有許多稱為受體的蛋白，它們是植物的第一道防線，能識別來自病原菌的分子，從而調動細胞內的防禦系統來抵抗細菌。在長期「鬥爭」中，植物進化出由抗病蛋白和「誘餌」蛋白組成的第二道防線，欺騙細菌的毒性蛋白，當毒性蛋白破壞「誘餌」蛋白時，會迅速激活抗病蛋白。
周儉民等科學家的研究發現，上述受到毒性蛋白破壞的「誘餌」蛋白，會引起抗病蛋白髮生一系列構象改變，並聚合形成一個叫抗病小體的蛋白機器。抗病小體具備重新調動防禦系統的能力，並在植物細胞膜上發出「自殺」指令，讓受到感染的植物細胞與細菌同歸於盡，從而保護其他健康細胞。這些新發現，能幫助人們更好的設計抗病蟲農作物，減少農藥的施用，從而保護環境。
科學家們認為，這項研究填補了人們25年來對抗病蛋白認知的空白，為研究其它抗病蛋白提供了範本。研究還發現，植物抗病小體的組裝方式、結構與功能，與動物免疫中的炎症小體驚人的相似，展現了在不同生命形式中，進化對免疫形成的力量。
對於這項研究的應用，周儉民表示，利用抗病蛋白，可以發展出新的病蟲害防控手段，將大大減少化學農藥的施用。抗病蛋白高分辨度結構和作用機制的解析，將為設計抗廣譜、持久的新型抗病蛋白，發展綠色農業奠定核心理論基礎。
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