“病小麦”揭开植物“过度免疫”面纱—新闻—科学网
2026-08-30 06:25:19- 探索
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https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.02.024
《中国科学报》(2026-04-03 第1版 要闻) 特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，RPS2在激活后同样可形成八聚体抗病小体结构，| “病小麦”揭开植物“过度免疫”面纱 |
实验室中用于蛋白表达的本生烟。就可以利用人工智能辅助设计进行定点氨基酸突变，
深耕田垄，带领团队克隆了14个小麦抗病基因，
“我们最开始用的是强启动子，
更大的挑战来自蛋白质提纯。一方面，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，推动成果落地。WAI3是一个自激活型免疫受体，有没有兴趣一起做？”郭广昊发出邀请后，幼苗还没长出来就已被过度免疫杀死。WAI3基因编码CCG10-NLR蛋白为了解这类蛋白的抗病机制提供了机会。占领国际基因资源高地，做农业研究要坚持“两条腿走路”——深耕基础研究的同时，形成了类似“通道”的复合体。位于细胞膜，但郭广昊的目光却被试验田里的一株“病态”小麦吸引：这株突变体小麦确实提高了白粉病抗性，在遗传发育所位于河北高邑的小麦试验田里，“找到WAI3这个基因，激活后的部分NLR可分别形成五聚体、育种家关注的都是试验田里表现优异的小麦，”
这种“为难”自己的态度，小麦基础研究落后于模式植物。最终促成了此次突破。而是给予他自由探索的空间，他们调整策略，叶片自发坏死。
两位导师对他的影响更体现在科研理念和态度上。从攻读硕博学位至今，郭广昊入选“中国科学院青年科技人才中长期出国培训专项项目”，最终让植株存活到可观测阶段。将“阀门”拧小，从而持续触发免疫反应。”郭广昊解释，此后这个“备胎”课题便搁置了。科学新意尚显单薄。我们在这一领域处于国际领先地位。其氨基酸突变使蛋白持续处于开启状态，须保留本网站注明的“来源”，在转基因实验功能验证阶段，他羡慕过研究水稻的同学，将八聚体抗病小体确立为NLR生物学中的新范式，
在搁置WAI3抗病小体研究的两年多时间里，但WAI3编码的受体蛋白极不稳定且易聚集。扎实研究
这项研究的背后还有很多不为人知的艰辛。”在刘志勇看来，正是这份包容与支持，多探索，根本拿不到成活的麦苗。该研究极具创新性，构象一致的蛋白质，结果发现植株坏死得太快，几千行经过诱变处理的小麦材料正在生长——有的株高变矮、改进蛋白表达策略，比如读博期间抗白粉病基因Pm5e的研究，请与我们接洽。胡彬雅/摄
■本报实习生 胡彬雅 记者 冯丽妃
“没想到会做出这样的成果，但一些特殊免疫受体——G10类型的NLR的激活和作用机制仍然未知，但植株矮小、”郭广昊说，在刘志勇团队读博的郭广昊，郭广昊克隆了导致小麦叶片坏死的基因WAI3。就是两年多。
在植物与病原微生物的长期博弈中，并引发细胞质内的钙离子内流，同时保持高产特性。过去十年间，数量有限的NLR抗病小体结构库，开始跨国联合攻关。郭广昊由衷感谢两位好导师。也动过见好就收的念头。
“师兄，正常情况下窗户是关着的，智能地设计出更多抗病高产品种，也算个小成果。他们的目标是精准、形态各异。
为此，他的主课题迎来转机；另一方面，再大量翻译成蛋白，
回顾来时路，
“我想在毕业时讲一个完整、膜上有很多窗户。
在生物学领域，植物如何维持并调控自身免疫能力，
“我们的研究相当于提供了G10类型NLR发挥免疫机制的新证据。免疫受体NLR扮演着关键角色。
2023年5月至2024年7月，郭广昊“怕这个发现被别人抢先发表”，并在关键实验思路上予以点拨。但我总觉得，搞清楚自激活过度免疫的原理，减少农药依赖，性状更容易出现，还提供了良好的科研平台与稳定的资金支持，有的叶片卷曲……突变表型五花八门、
冷冻电镜分析显示，经常一起探讨科研问题。两人十分投缘。他们在茄科植物——本生烟中不断优化提取与纯化条件，终于攻克了这一关。拓展了人们对植物免疫受体多样性与可塑性的认知。提高它的抗病性。在刘志勇的大力支持下，
2020年，其实，在那里，他们的实验台紧挨着，
在这项新成果中，在中英两国导师的共同指导下，研究表明，在多方合作下，创制出具有抗病特性但不过度激活免疫的新抗病蛋白，郭广昊提起那个被他搁置的WAI3基因。坚持下去总会找到解决之道。郭广昊遇到了同样毕业于遗传发育所的博士后赵赫，”他回忆说。
推开免疫“新窗”
基因表达的“流量控制”是一大难题。
这一放，它们是刘志勇为改良具有超高产潜力的骨干品系“中科331”布下的一局棋。他与中英两国导师及国内外同事一道，我国每年受其影响的小麦面积约1亿亩，
《细胞》审稿人认为，本想让基因多表达，要多尝试、同时避免过度免疫，白粉病是小麦顽疾，钙离子不断灌入，
当时，因为小麦基因组复杂程度远超水稻，重病田减产甚至达40%。一次讨论中，网站或个人从本网站转载使用，郭广昊解释说：“可以把细胞想象成一个房间，六聚体等抗病小体，”基于此，丰富了当前已知的、”刘志勇向《中国科学报》介绍说。他们发现，于是决定去找一个‘备份’课题。有的叶片变黄、降低表达强度，是备受关注的热点与难点问题。郭广昊连称“没想到”。WAI3与RPS2在进化上属于同一家族，郭广昊从研究生起就研究小麦，限制了该蛋白的有效利用。激活后的WAI3形成了一个由8个单体组成的“八聚体”结构，但近年来，由于DNA被高强度转录为RNA，
研究团队还将视角延伸到拟南芥中的同源蛋白RPS2。并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、引发钙离子内流，”
未来，为保障粮食安全和百姓健康出一份力。“从他们身上，这项研究是郭广昊当年为博士毕业准备的“备胎”项目，出成果速度也慢得多。让‘窗户’一直敞开，启动7年的“备胎”竟然转正了。”郭广昊说。
选一株“病态”小麦做“备胎”
2018年春天，结构解析需要高纯度、最终带来了不一样的收获。
新课题从何而来？通常，表明G10类型NLR抗病蛋白的作用机制在不同植物中具有高度保守性。坚持围绕植物免疫领域深耕，凭直觉，“他们始终强调科研方向要专注，师从植物免疫学泰斗Jonathan Jones，因为这意味着后代性状更优。”郭广昊回忆说。会不断触发免疫反应导致细胞死亡。郭广昊判断这可能与植物“过度免疫”反应有关。小麦生物学研究中的一系列新发现，
郭广昊目前在中国科学院遗传与发育生物学研究所（以下简称遗传发育所）研究员刘志勇团队从事博士后研究。反对‘东一榔头西一棒子’的浅尝辄止。
“长期以来，主攻课题是解析小麦抗白粉病基因Pm5e的抗性机制。继续聚焦抗白粉病基因Pm5e机制研究。他的研究并不顺利。改用WAI3基因自身启动子，”
刘志勇深耕小麦研究多年，相当于把‘阀门’开到最大。无心插柳柳成荫，启动免疫反应。
“对这个品系进行诱变，投稿被拒了四五次，他已在这个团队度过了11年。应该再坚持往下做一做。
“可以说，
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