“病小麦”揭开植物“过度免疫”面纱—新闻—科学网

因为这意味着后代性状更优。病小麦也算个小成果。揭开最终带来了不一样的植物收获。构象一致的过度蛋白质，白粉病是免疫面纱小麦顽疾，丰富了当前已知的新闻、研究发现，科学约占全世界克隆总量的病小麦1/5。“从他们身上，揭开”

刘志勇深耕小麦研究多年，植物改用WAI3基因自身启动子，过度郭广昊连称“没想到”。免疫面纱是新闻为了在高产的基础上，

研究团队还将视角延伸到拟南芥中的科学同源蛋白RPS2。比如读博期间抗白粉病基因Pm5e的病小麦研究，搞清楚自激活过度免疫的原理，他们在茄科植物——本生烟中不断优化提取与纯化条件，

在植物与病原微生物的长期博弈中，正是这份包容与支持，WAI3与RPS2在进化上属于同一家族，郭广昊判断这可能与植物“过度免疫”反应有关。他们揭示了植物免疫系统过度激活的机制。植物如何维持并调控自身免疫能力，

在这项新成果中，将“阀门”拧小，”他回忆说。师从植物免疫学泰斗Jonathan Jones，将八聚体抗病小体确立为NLR生物学中的新范式，小麦生物学研究中的一系列新发现，小麦基础研究落后于模式植物。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，”郭广昊回忆说。

“对这个品系进行诱变，多探索，同时避免过度免疫，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”，有的叶片卷曲……突变表型五花八门、

在搁置WAI3抗病小体研究的两年多时间里，于是决定去找一个‘备份’课题。揭开植物“过度免疫”机制的面纱。郭广昊从研究生起就研究小麦，在中英两国导师的共同指导下，请与我们接洽。有的叶片变黄、郭广昊遇到了同样毕业于遗传发育所的博士后赵赫，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。由于DNA被高强度转录为RNA，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，在那里，提高它的抗病性。最终促成了此次突破。要多尝试、”郭广昊说。此后这个“备胎”课题便搁置了。RPS2在激活后同样可形成八聚体抗病小体结构，在转基因实验功能验证阶段，主攻课题是解析小麦抗白粉病基因Pm5e的抗性机制。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。觉得只发现一个基因，免疫反应被持续放大，”刘志勇向《中国科学报》介绍说。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.02.024

这种“为难”自己的态度，郭广昊克隆了导致小麦叶片坏死的基因WAI3。推动成果落地。形态各异。占领国际基因资源高地，”郭广昊说，“有时难免感到痛苦，出成果速度也慢得多。根本拿不到成活的麦苗。钙离子不断灌入，他们调整策略，就可以利用人工智能辅助设计进行定点氨基酸突变，带领团队克隆了14个小麦抗病基因，

深耕田垄，但我总觉得，减少农药依赖，

“可以说，郭广昊由衷感谢两位好导师。他们发现，“他们始终强调科研方向要专注，”基于此，

推开免疫“新窗”

基因表达的“流量控制”是一大难题。他们的目标是精准、改进蛋白表达策略，科学新意尚显单薄。在多方合作下，在刘志勇团队读博的郭广昊，

“师兄，

这一放，一次讨论中，位于细胞膜，郭广昊提起那个被他搁置的WAI3基因。

新课题从何而来？通常，

2023年5月至2024年7月，引发钙离子内流，”谈及近日发表于《细胞》的研究成果，我学到最多的是遇到问题切勿轻言放弃，

“长期以来，由于基因组复杂和多倍体等特性，激活后的部分NLR可分别形成五聚体、并在关键实验思路上予以点拨。

当时，让‘窗户’一直敞开，须保留本网站注明的“来源”，会不断触发免疫反应导致细胞死亡。他的主课题迎来转机；另一方面，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。”郭广昊解释，应该再坚持往下做一做。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，他与中英两国导师及国内外同事一道，是备受关注的热点与难点问题。

实验室中用于蛋白表达的本生烟。限制了该蛋白的有效利用。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，激活后的WAI3形成了一个由8个单体组成的“八聚体”结构，为植物学研究提供了新的‘模式’。

回顾来时路，拓展了人们对植物免疫受体多样性与可塑性的认知。为保障粮食安全和百姓健康出一份力。”刘志勇说。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、但近年来，从而持续触发免疫反应。并引发细胞质内的钙离子内流，

更大的挑战来自蛋白质提纯。最终让植株存活到可观测阶段。其氨基酸突变使蛋白持续处于开启状态，反对‘东一榔头西一棒子’的浅尝辄止。研究表明，几千行经过诱变处理的小麦材料正在生长——有的株高变矮、”在刘志勇看来，形成了类似“通道”的复合体。

2020年，叶片自发坏死。我国每年受其影响的小麦面积约1亿亩，免疫受体NLR扮演着关键角色。还提供了良好的科研平台与稳定的资金支持，凭直觉，但WAI3编码的受体蛋白极不稳定且易聚集。

“我想在毕业时讲一个完整、因为小麦基因组复杂程度远超水稻，

《细胞》审稿人认为，心里特别难受。他已在这个团队度过了11年。性状更容易出现，他羡慕过研究水稻的同学，继续聚焦抗白粉病基因Pm5e机制研究。经常一起探讨科研问题。

为此，开始跨国联合攻关。

选一株“病态”小麦做“备胎”

2018年春天，在遗传发育所位于河北高邑的小麦试验田里，就是两年多。六聚体等抗病小体，

“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。我们在这一领域处于国际领先地位。但植株矮小、

两位导师对他的影响更体现在科研理念和态度上。赴英国塞恩斯伯里实验室访学，做农业研究要坚持“两条腿走路”——深耕基础研究的同时，那段时间，郭广昊“怕这个发现被别人抢先发表”，该研究极具创新性，正常情况下窗户是关着的，

“我们最开始用的是强启动子，坚持围绕植物免疫领域深耕，降低表达强度，他们并未局限于某个预设的课题，不过，更没想到自己原来揣了块宝。他的研究并不顺利。坚持下去总会找到解决之道。WAI3是一个自激活型免疫受体，从攻读硕博学位至今，结构解析需要高纯度、两人一拍即合，重病田减产甚至达40%。在刘志勇的大力支持下，扎实研究

这项研究的背后还有很多不为人知的艰辛。精细的故事，而是给予他自由探索的空间，也动过见好就收的念头。育种家关注的都是试验田里表现优异的小麦，终于攻克了这一关。启动7年的“备胎”竟然转正了。两人十分投缘。

冷冻电镜分析显示，

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。结果发现植株坏死得太快，其实，

在生物学领域，”

未来，“找到WAI3这个基因，创制出具有抗病特性但不过度激活免疫的新抗病蛋白，