重塑植物免疫受體已成為創(chuàng)造新的抗病性狀的一項(xiàng)關(guān)鍵策略，以應(yīng)對植物病原體對全球糧食安全和環(huán)境可持續(xù)性構(gòu)成的日益嚴(yán)重的威脅。然而，目前的方法受到植物病原體快速演化的限制，而且往往缺乏廣譜性和持久性的保護(hù)。
2025 年 7 月 16 日，清華大學(xué)劉玉樂團(tuán)隊(duì)（博士后王君竹為論文的第一作者）在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Nature 上發(fā)表了題為：Remodelling autoactive NLRs for broad-spectrum immunity in plants 的研究論文。
該研究開創(chuàng)性地建立了一種簡單高效的人工設(shè)計(jì)植物抗病基因的全新策略，利用蛋白質(zhì)工程，將一種攜帶病原蛋白酶識別切割位點(diǎn)（PCS）的多肽與激活型植物 NLR 免疫受體（aNLR）融合，使其保持失活狀態(tài)，直到融合蛋白被病原體蛋白酶切割，釋放出 aNLR，激活強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)，使植物獲得廣譜、持久且完全的抗病能力。
植物病害對全球糧食安全構(gòu)成持續(xù)威脅。在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新策略，通過表達(dá)一種融合蛋白來實(shí)現(xiàn)植物廣譜、持久且完整的抗病性。
具體來說，在植物中表達(dá)一種 C 端攜帶病原蛋白酶識別切割位點(diǎn)（PCS）的多肽與激活型植物 NLR 免疫受體（aNLR）的 N 端融合的蛋白。當(dāng)沒有病原存在時(shí)，aNLR 被融合多肽抑制，保持失活狀態(tài)；而當(dāng)病原入侵時(shí)，其編碼或分泌的蛋白酶特異性切割融合蛋白，釋放其中的 aNLR，激活強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)，誘發(fā)植物對病原體的抗性。
人工設(shè)計(jì)抗病基因
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)證明，單個(gè)工程化改造的 NLR 受體即可賦予植物（例如模式植物本生煙草、經(jīng)濟(jì)作物大豆）對多種馬鈴薯 Y 病毒屬病毒（potyviruses）的廣譜完全抗性。
鑒于不同界的多種病原生物（包括病毒、細(xì)菌、卵菌、真菌、線蟲和刺吸式昆蟲）均編碼蛋白酶，這一策略具有望成為植物抗病工程的通用策略，實(shí)現(xiàn)對多類病原的抵抗。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09252-z
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