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中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物“抗病小體” 將大幅減少農(nóng)藥施用

清華大學(xué)植物抗病植物免疫抗病蛋白小知識科學(xué)家科普研究化學(xué)農(nóng)藥成果實用

【中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物“抗病小體” 將大幅減少農(nóng)藥施用】

中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物“抗病小體” 將大幅減少農(nóng)藥施用



當(dāng)前 ， 各種農(nóng)作物病蟲害嚴(yán)重威脅到農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 。 如何減少農(nóng)藥的大量施用 ， 一直以來都是科學(xué)家的一塊“心頭病” 。 今天 ， 清華大學(xué)植物抗病小體重大成果新聞發(fā)布會在京舉行 ， 這項中國科學(xué)家的科研新成果被國外同行點贊 ， 稱為“植物免疫研究的里程碑事件” 。
為培育抗病植物提供新機遇
清華大學(xué)柴繼杰團隊、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所周儉民團隊、清華大學(xué)王宏偉團隊最近的聯(lián)合研究 ， 在植物免疫研究領(lǐng)域取得歷史性的重大突破 。 此項成果填補了人們25年來對植物抗病蛋白認(rèn)知的巨大空白 ， 將為研究其它抗病蛋白提供范本 。
合作團隊發(fā)現(xiàn)由抗病蛋白組成的抗病小體 ， 并解析了其處于抑制狀態(tài)、中間狀態(tài)及五聚體活化狀態(tài)的冷凍電鏡結(jié)構(gòu) ， 從而揭示了抗病蛋白管控和激活的核心分子機制 ， 為將來更好利用抗病蛋白培育抗病植物提供了新機遇 。 以上三個團隊科學(xué)家聯(lián)合研究的成果 ， 定于4月5日以兩篇長文的形式發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Science《科學(xué)》上 。
在Science雜志同期專文評述中 ， 國際植物抗病研究權(quán)威科學(xué)家美國科學(xué)院院士Jeffery Dangl和英國皇家學(xué)會會員、美國科學(xué)院院士Jonathan Jones對這一重大突破性成果給予高度評價：“首個抗病小體的發(fā)現(xiàn) ， 為植物如何控制細(xì)胞死亡和免疫提供了線索”“顯著推進了人們對植物免疫機制的認(rèn)識”“打開了多個開拓性研究方向” 。 《植物學(xué)報》同時發(fā)表國際著名植物抗病專家Xin Li（李昕）等人題為《開啟防御之門：植物抗病小體”》專文評述 ， 認(rèn)為該項成果“完成了植物NLR蛋白復(fù)合物的組裝、結(jié)構(gòu)和功能分析 ， 揭示了NLR作用的關(guān)鍵分子機制 ， 是植物免疫研究的里程碑事件” 。
將大大減少化學(xué)農(nóng)藥的施用
抗病蛋白被發(fā)現(xiàn)及在植物育種中大量應(yīng)用已有二十多年 ， 但人們對其發(fā)揮作用的分子機制仍不清楚 。
在實際生活中 ， 為了減少損失 ， 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不得不大量施用化學(xué)農(nóng)藥 ， 但這又對環(huán)境、人類健康、和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn) 。 在保護作物的同時 ， 減少化學(xué)農(nóng)藥的施用 ， 成為擺在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和科學(xué)家面前的一道難題 。
科學(xué)家認(rèn)為 ， 解決這一問題的關(guān)鍵 ， 就存在于植物細(xì)胞中：植物細(xì)胞內(nèi)數(shù)目眾多的抗病蛋白 。 這些蛋白發(fā)現(xiàn)病菌后 ， 迅速啟動植物防衛(wèi)反應(yīng) ， 殺死病菌 ， 從而保護植物免受侵害 。 利用抗病蛋白 ， 設(shè)計新型抗病蟲育種 ， 將大大減少化學(xué)農(nóng)藥的施用 。
中國科學(xué)家對于抗病蛋白高分辨度結(jié)構(gòu)和作用機制的解析 ， 將為設(shè)計抗廣譜、持久的新型抗病蛋白 ， 發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)奠定核心理論基礎(chǔ) 。

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