|面对“外界入侵”植物是如何“报警”的在沪外籍科学家取得重大发现

东方网采访人员解敏8月24日报道：植物是地球上几乎所有生命的基础，它们通过光合作用将太阳能转化为化学能，并产生我们赖以生存的氧气。但就像人类一样，植物也会面临来自自然界环境的影响，比如植物病原体（如病毒、细菌等）的攻击会令植物生病甚至死亡。
在长期进化过程中，植物已形成一系列复杂且巧妙的机制感知来自病原体的威胁，并因此产生相应的防御反应，从而阻止或消除病原体的入侵。这个过程不仅包含简单对威胁的识别，更需要在空间上传递识别到的信号并协调各种响应。但植物的“报警”是如何从细胞外部传递到内部，此前人们对这一过程一直不得而知。

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【|面对“外界入侵”植物是如何“报警”的在沪外籍科学家取得重大发现】Rosa研究员在温室观察植物
2020年8月24日晚间，中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海植物逆境生物学研究中心罗莎（Rosa Lozano Duran）研究团队在国际著名学术期刊《细胞》（CELL）上发表论文，揭示了一条连接细胞膜和叶绿体的重要信号传递途径。该项研究报道了植物蛋白如何与细胞膜相关联，并在感知病原体时从细胞膜移动至叶绿体内部， “警告”叶绿体有威胁存在。随后叶绿体通过“逆行信号传递”将信息传递至细胞核，调节抗病基因表达，并激活防御以对抗“入侵者” 。该途径是植物细胞将危险信号从外界传递到叶绿体的策略之一，能快速、及时、准确地整合信号并产生适当的下游响应。
罗莎介绍，这项工作还发现，病原体可以劫持这种在植物细胞内部传递信息的途径。一些来自植物病毒和病原细菌的蛋白质可以巧妙地“模仿”植物蛋白质的行为。它们能与细胞膜结合，当植物细胞感受到攻击时，也可以移动至叶绿体。一旦进入叶绿体内部，这些病原体蛋白会损害叶绿体与细胞核之间的通讯，从而阻碍植物防御反应的激活，而帮助病原体的生存和繁殖。

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病毒和细菌的效应蛋白挟持植物中一条细胞膜到叶绿体的抗病信号途径以抑制植物免疫
这项工作发现不同类别的病原体进化出相似的策略来利用这种植物途径，达到抑制植物防御的目的，有力证明了信号传递途径在植物与微生物相互作用中起着核心作用。

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植物细胞膜（绿色）与叶绿体（橙色）相联系，图中背景的亮点代表两者之间传递的信息。艺术设计者：Toyi Matos（插画家）
真菌、细菌、病毒等多种植物病原体在全球范围内对农作物生产造成了巨大损失，严重威胁世界粮食安全。这种新途径的发现为设计的植物保护策略和开发新的抗病品种提供了新思路。该工作还表明，在没有病原体存在的情况下，可以增加植物对病原体的防御能力而不影响其生产力，从而可能达到改善植物健康和不影响植物生长的双重目的。
罗莎是中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海植物逆境生物学研究中心的研究组长，她曾在西班牙马拉加大学获得博士学位，之后在英国诺里奇的塞恩斯伯里实验室做博士后工作。5年前她选择来到上海，中科院分子植物卓越中心来继续她的科研工作。她告诉采访人员，吸引她来上海的最重要原因是近年来中国在植物学研究上相比世界其他国家有着自己独特的优势。在这里有国际化的团队，平时她和团队一起在辰山园区工作，全程都用英语进行交流。同时中心也为外籍科学家提供了科研经费、仪器设备、日常生活所需、团队人员配套等等各方面的充足保障。分页标题
在这里，罗莎成立了自己的独立研究组，她担任青年研究组长。该团队主要研究植物病毒如何引起疾病，尤其关注研究病毒如何对细胞功能进行操纵。该团队利用分子生物学、细胞生物学和基因组学等在内的综合方法来研究了DNA病毒、双生病毒和宿主之间的相互作用。

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