中國青年報客戶端訊（中青報·中青網記者王燁捷）日前，中國科學院分子植物科學卓越創新中心何祖華研究團隊在國際頂尖學術期刊《細胞》（Cell）線上發表論文，揭示了水稻鈣離子新感受子ROD1精細調控水稻免疫，平衡水稻抗病性與生殖生長和產量性狀的分子機制。據悉，這是該研究團隊繼2017年在《科學》（Science）發表水稻廣譜抗病新機制後的又一重大進展。
水稻是我國最重要的糧食作物之一，但近年來，我國水稻病蟲害發生情況嚴重，病蟲害種類多，發生範圍廣，呈現多發、頻發、老病新發態勢，對我國農業生產和糧食安全構成嚴重威脅。因此，為了有效控制水稻病害，保障我國糧食高產穩產，作物育種學家和病理學家長期致力於選育廣譜持久的水稻抗病品種，但高抗的水稻品種往往生長髮育受到限制，導致產量降低，即以犧牲生長髮育為代價換取抗病性以實現最終的生存。那如何在水稻抗病的同時不影響其產量性狀，維持好植物抗病與生長髮育的平衡？此外，面對病原菌的不斷進化，如何讓植物的免疫屏障有效抵禦不同病原菌的反覆進攻？
針對這些問題，何祖華團隊追蹤了15年。團隊研究發現ROD1作為一個新的植物免疫抑制中樞，透過降解具有免疫活性的超氧分子（ROS），從而抑制植物的防衛反應。因此，在沒有病原菌侵染時，植物的基礎免疫維持在較低水平，有利於水稻生殖生長，進而提高產量。但當病原菌侵染時，植物進化出了聰明的免疫激發新途徑：透過降解ROD1減弱其功能，從而保證植物在抵禦病原菌時能產生有效的防衛反應，不至於迅速發病枯死，並能繁殖後代。
另一方面，病原菌和植物長期處於“軍備競賽”的協同進化過程中。研究發現水稻稻瘟病菌會進化出模擬ROD1結構的毒性蛋白，在植物體內盜用ROD1的免疫抑制途徑，實現侵染的目的。由於植物無法逃避病原菌的侵染，因此進化出了與病原菌共同生存的策略：透過適當減弱植物的抗病能力，來保證其生長繁殖，延續後代，讓植物抗病性與繁殖力維持相對平衡的水平。這就是植物聰明的生存之道。
以往相關研究聚焦在鈣離子訊號如何啟用植物免疫的問題，但該成果揭示了一條以鈣離子受體ROD1為核心的免疫抑制新通路，為植物免疫領域研究提供重要的新啟示。該研究首次說明作物能夠選擇與氣候或栽培條件相適應的免疫策略，讓植物抗病能力與生長髮育即環境適應性達到最佳平衡。
