農(nóng)作物病蟲(chóng)害是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素，事關(guān)糧食安全。抗病蛋白作為最大的植物免疫受體家族可感知病原菌的存在，迅速啟動(dòng)免疫應(yīng)答和抗病過(guò)程，是糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要保障。抗病蛋白如何激發(fā)免疫和抗病的分子機(jī)制研究是植物領(lǐng)域的重要科學(xué)問(wèn)題。此前研究揭示擬南芥ZAR1抗病小體形成可通透鈣離子的離子通道，通過(guò)鈣信號(hào)來(lái)激發(fā)植物免疫應(yīng)答（DOI：10.1016/j.cell.2021.05.003）。然而，抗病小體在不同植物是否具有保守的共性機(jī)制尚不清楚。   　　清華大學(xué)/德國(guó)科隆大學(xué)柴繼杰研究組、德國(guó)馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)Paul Schulze-Lefert研究組與中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所陳宇航研究組，通過(guò)結(jié)構(gòu)生物學(xué)，植物遺傳學(xué)和電生理學(xué)等多學(xué)科交叉合作，闡明了小麥Sr35抗病小體的結(jié)構(gòu)和分子機(jī)制。該研究首次揭示小麥抗病受體蛋白Sr35可被小麥桿銹病病原菌的效應(yīng)因子AvrSr35所識(shí)別而激活，并進(jìn)一步寡聚化形成抗病小體。該研究利用冷凍電鏡技術(shù)解析了Sr35抗病小體的五聚化結(jié)構(gòu)，結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)和電生理學(xué)等手段進(jìn)一步闡明了Sr35抗病受體蛋白配體識(shí)別及活化的分子機(jī)制。   　　研究表明，該Sr35抗病小體與之前研究的ZAR1抗病小體在三維結(jié)構(gòu)和離子通道活性具有保守的共性機(jī)制，通過(guò)形成鈣離子通道來(lái)激發(fā)免疫和抗病過(guò)程。該工作為CNL類抗病蛋白的跨物種改造及利用奠定了理論基礎(chǔ)，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有廣泛的應(yīng)用前景。此外，科研人員基于結(jié)構(gòu)研究對(duì)感病作物的非功能同源蛋白進(jìn)行精準(zhǔn)改造獲得抗病功能，這為抗病農(nóng)作物精準(zhǔn)設(shè)計(jì)提供新思路。   　　9月26日，相關(guān)研究成果以A wheat resistosome defines common principles of immune receptor channels為題，發(fā)表在《自然》（Nature，DOI：10.1038/s41586-022-05231-w）上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和科技部等的支持。