五聚抗病小体结构。分别显示顶部(左)和侧面(右)视图。中科院遗传发育所供图

人有免疫力，植物有免疫力吗？答案是肯定的，看似娇弱的花花草草，可能远比你想象中来得坚强。

植物具有复杂、精细调控的免疫系统，可植物抗病蛋白被发现至今已经20多年了，人们却仍然不清楚它们的工作原理。

这一谜题在4月5日得以揭开。中国科学院遗传与发育生物学研究所与清华大学的研究团队合作，在植物体内发现了由抗病蛋白组成的抗病小体并解析其电镜结构，揭示了抗病蛋白管控和激活的核心分子机制。相关成果在《科学（Science）》杂志上在线发表。

农药困境

中国是一个农业大国，但人多地少的现状，让中国成为农业病虫害最为严重的国家之一。有统计数字表明，为了控制病害，中国农药施用量占到了全球总量的三分之一，带来了严重的生态环境和食品安全问题。

这也愁煞了中国的育种学家。南京农业大学植物保护学院院长王源超坦言，中国的育种学家“一直在拼命地育种，但新品种用个三五年，抗性就消失了，似乎总也追不上病原菌的变异速度”。

在中科院遗传发育所研究员周俭民看来，要减少农药的使用，提高植物自身的免疫力，可能才是最关键的那把“钥匙”。

这让科学家将目光聚焦在植物细胞中存在的数目众多的抗病蛋白上。抗病蛋白既是监控病虫侵害的“哨兵”，也是动员植物防卫系统的“指挥官”。

从2004年起，周俭民与清华大学教授柴继杰团队合作，开始研究植物与病菌“攻防战”中的关键科学问题，并首次在世界上提出了“诱饵模型”的观点。

“我们认为，植物的抗病蛋白就像一个老鼠夹子，诱饵蛋白就像夹子上的奶酪，当‘老鼠’闻着奶酪味过来时，夹子就会一下子把它抓住。”周俭民说

然而，由于该理论与当时的主流观点大相径庭，大约有5年时间，这一观点并没有被学界广泛接受。周俭民说，那时候，甚至连“学生发论文都受到了影响”。

谁发出了“自杀”指令？

周俭民团队没有放弃。在中科院战略性先导科技专项的支持下，他和同事持续收集新的证据，他们愈发相信，植物和病原细菌之间存在着令人惊叹的攻防策略。

在另一条路上，清华大学团队也在不断向前推进。抗病蛋白理论研究的一个巨大瓶颈在于缺乏蛋白质结构，20多年来，多个国际顶尖实验室均折戟于此。

这恰恰正是柴继杰团队的主攻方向，他们曾在动物炎症小体结构研究中取得突破，这种蛋白与植物抗病蛋白有诸多相似性；清华大学教授王宏伟团队则长期致力于冷冻电镜方法学的研究，为抗病蛋白结构解析提供了强有力的技术支撑。

强强联合之下，谜团终于揭开。

研究团队发现，拟南芥的抗病蛋白感知到病菌后，会组装成一个环状的五聚体蛋白“机器”，形成抗病小体。抗病小体的中间有个“钻头”，它能够“刺破”染病的细胞膜，以“自杀”的方式与病菌“同归于尽”。也就是说，抗病小体很可能是植物细胞死亡和免疫的执行者。

“我们还发现，植物抗病小体的组装方式、结构与功能，与动物免疫中的炎症小体惊人地相似，这展现了在不同生命形式中，进化对免疫形成的力量。”周俭民说。

“钻石”何时发光？

中国学者的这一发现，填补了25年来人们对抗病蛋白认知的空白。英国皇家学会会士、欧洲科学院院士Sophien Kamoun认为，中国学者提出的“自杀开关”模型非常新，会给植物免疫领域带来很多启示。

中科院院士康乐则形容抗病小体的结构“非常漂亮，就像一枚钻石组成的首饰。这说明在进化的作用下，生物一定是简约、美丽的”。

当然，FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧人关心的还是这项成果能否应用于农业生产。因为利用抗病蛋白发展新的病虫害防控手段，毫无疑问将大大减少化学农药的施用。而抗病蛋白高分辨度结构和作用机制的解析，也将为设计抗广谱、持久的新型抗病蛋白，发展绿色农业奠定核心的理论基础。

在中科院院士、中科院遗传发育所研究员李家洋看来，在国际上率先提出、发现抗病小体，是中国学者对植物科学的重大贡献。“未来通过分子设计育种等手段，相信这项成果也将为农业生产带来广阔的应用前景。”

抗病小体这块“钻石”何时才能发光，也许科学家们还无法给出一个确切的答案。但至少，未来可期。

论文信息：

DOI: 10.1126/science.aav5868

DOI: 10.1126/science.aav5870