攻守|领悟植物“攻守”之道
【攻守|领悟植物“攻守”之道】——记国家自然科学基金创新研究群体项目“植物响应生物胁迫的机理”
文章图片
群体成员：戚益军（左一）、谢道昕（左二）、柴继杰（视频里）、刘玉乐 。受访者供图
采访人员 张双虎
兵来将挡，水来土掩 。人类之间的“杀伐攻守”之道在昆虫、病原体（真菌、细菌和病毒等）和植物之间同样存在 。
病原体侵染和昆虫取食可造成农作物的产量和品质严重下降，是危及粮食安全的重大隐患之一 。研究植物如何与病原体和昆虫等生物相互作用，阐明植物响应生物胁迫的机理，不但可以丰富人们对不同生物间相互作用和协同进化机制的认识，而且对植物抗病抗虫分子育种和制定新的病虫害防治策略有重要意义 。
在国家自然科学基金支持下，清华大学教授戚益军带领的“植物响应生物胁迫的机理”创新研究群体多层面、多角度探究了植物与病原体和昆虫的相互作用机制，产出了一批在国际上领先的原创成果（群体成员获国家自然科学奖二等奖两次、中国生命科学领域年度十大进展两次和全国创新争先奖一次） 。
“植生”平凡不平静
“一粒种子一旦生根发芽，便在原地开花结果，度过平凡的一生 。然而，‘树欲静而风不止’，植物的一生并不平静，它们会遭遇各种各样的环境变化和胁迫挑战 。”戚益军对《中国科学报》说，“胁迫对植物的生长和发育非常不利，如何面对和适应不同的胁迫对植物来说生死攸关 。对农作物而言，胁迫会造成产量减少和品质下降 。”
植物所受到的胁迫可分为两大类，一是非生物因素造成的胁迫，二是各种生物造成的胁迫 。非生物胁迫指高温、低温、干旱、盐碱等不适宜的环境引起的生存压力，生物胁迫指病原体和昆虫等不同生物体侵害植物而造成的不利影响 。
“我们的创新研究群体项目主要研究植物响应生物胁迫的机理 。”戚益军说，“或许是因为植物不能移动，不能像人那样‘走为上计’，所以它进化出复杂和巧妙的‘防御系统’去适应和抵御病原体和昆虫的侵害 。我们群体致力于研究这套‘防御系统’是怎么运作的，包括植物如何感知病原体或昆虫的入侵，以及它感知到侵害后，如何作出迅速适当的反应 。同时，我们也想知道病原体和昆虫如何突破植物的‘防御系统’从而繁衍生息 。”
生死“博弈”
病原体为了侵染植物，会产生一系列致病蛋白，精准破坏植物的免疫系统，而植物则进化出一类抗病蛋白，可以感知这些致病蛋白的存在及活动，快速激活机体的抗病反应，限制及杀死病原体 。
“抗病蛋白在植物抵抗各种病原体的过程中发挥着极其重要的作用，但其活性需要受到严格控制 。”该群体成员、清华大学教授柴继杰告诉《中国科学报》，“没有病原体时，抗病蛋白需处于抑制状态；而当病原体侵入后，抗病蛋白则需被快速激活 。”
研究人员通过对处于不同状态的植物抗病蛋白复合物的结构和功能进行解析，揭示了抗病蛋白由抑制状态，经过中间状态，最终形成处于激活状态的抗病小体的完整过程 。这一成果是植物抗病领域的重要进展，也为设计广谱、持久的新型抗病蛋白，发展绿色农业奠定了基础 。
与人和动物一样，植物也会受到病毒的感染 。在植物病毒传播中，有一种虫媒传播方式：昆虫取食感染病毒的植物后，带着病毒去感染其他植物 。昆虫传播植物病毒的过程貌似波澜不惊，但暗地里三者之间却有一番精彩的“缠斗” 。
推荐阅读
- 植物肉|它被称为“植物肉”，几块钱做一盘，健脑补钙、好消化，一口能下3碗饭！
- 植物油保存方法（储存植物油的教程）
- 植物油|黑米别煮粥了，上锅蒸一蒸，营养好吃不上火，特别适合老人孩子吃
- 植物油|别再清炒苦瓜了，加这一物炒，鲜香味美，每次上桌最先扫光
- 植物蛋白|冬天，给女儿做了早餐，比包子简单，比油条营养，出锅就吃3个
- 植物油|大米别煮饭了，教你新吃法，配方简单，口感蓬松，比蛋糕还要好吃
- 烂根|啤酒养花，为什么植物反而更易烂根黄叶？归咎于这3点
- 植物油|我家2天就给孩子加餐，营养丰富味道好，孩子三两下就吃光
- 植物油|剩米饭最好吃的做法，不用炒不用煎，连着吃3天，做多少都吃不够
- 植物油|学会土豆新做法，我家连着吃了3天，做法简单比烧烤还好吃