撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

植物胞內核苷酸結合結構域和富含亮氨酸重復序列受體蛋白（Nucleotide-binding domain, Leucine-rich repeat containing Receptors, NLR）通過直接或者間接的方式識別病原微生物分泌的效應蛋白激活效應子引發的免疫（Effector-Triggered Immunity, ETI），引發細胞壞死進而抵御病原菌的侵染。

目前克隆的抗病基因大都編碼這類免疫受體蛋白，因此，NLR 是抗病育種的重要靶蛋白。然而，NLR 基因在親緣關系較遠的植物中可能無法發揮作用，即所謂的“受限的分類學功能” （Restricted Taxonomic Functionality，RTF） 。

2025 年 6 月 17 日，中國農業大學郭海龍教授團隊在國際頂尖學術期刊Cell發表了題為：Interfamily co-transfer of sensor and helper NLRs extends immune receptor functionality between angiosperms 的論文。

該研究首次系統證明：通過共遞送感受型與輔助型 NLR 免疫受體，可打破 NLR 免疫受體的“受限的分類學功能”（RTF）瓶頸，在分類學跨度較大的遠緣植物間重建免疫信號通路。

這一突破性發現不僅為作物病害的綠色防控提供了可行的新策略，也為未來多物種間的分子設計育種提供了重要理論依據和實踐示范。

在這項最新研究中，研究團隊通過共遞送傳感型 NLR 基因及其同源的 NLR 細胞死亡所需（NRC）型輔助 NLR 基因，使茄科 NLR 基因在水稻、大豆和擬南芥中發揮功能。

在大豆原生質體和擬南芥植物中，茄科茄屬植物少花龍葵（

Solanum americanum

攜帶辣椒 Bs2 和 NRC 基因的水稻能夠識別保守效應子 AvrBs2，并對稻生黃單胞菌條斑致病變種（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola，簡稱為 Xoc）產生抗性，而水稻原本沒有針對這種病原體的可用的抗性基因。攜帶感受型 NLR 和輔助 NLR 基因的水稻品系在其他方面與野生型水稻品系相似，具有未改變的基礎抗性或田間適應性。

因此，感受型 NLR 和輔助 NLR 在不同科之間的共轉移，能夠拓寬感受型 NLR 的用途，為控制水稻、大豆、蕓薹屬植物及其他作物的病害提供更多可用工具。

該研究的核心發現：

• 茄科感受型 NLR 的遠緣功能激活：茄科植物來源的 NLR 在非菊類植物（non-asterid）中的功能表達需依賴其對應的 NRC 型輔助 NLR 共遞送；

• 抗病性狀的跨物種移植：通過將辣椒 Bs2 與其同源 NRC 型輔助 NLR 基因共轉移至水稻，成功賦予水稻對稻生黃單胞菌條斑致病變種（Xoc）引發的細菌性條斑病的抗性；

• 分子機制解析：當轉基因水稻（共表達 Bs2 與 NRC）受 Xoc 侵染時，NRC 輔助蛋白通過寡聚化形成抗病信號復合體，激活下游免疫響應；

• 轉基因作物穩定性評估：攜帶 Bs2-NRC 復合系統的轉基因水稻在未受病原侵染條件下，其基礎抗病性與田間適應性表型與野生型無顯著差異，表明該抗性系統的生態安全性。

中國農業大學植物保護學院博士研究生杜曉斐和英國賽恩斯伯里實驗室博士后Maheen Alam為該論文共同第一作者；中國農業大學植物保護學院郭海龍教授、英國賽恩斯伯里實驗室Jonathan Jones教授及吉林農業大學孫文獻教授為共同通訊作者；博士研究生張宇和崔福浩副教授為該研究做出了重要貢獻。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00578-1