深入了解植物免疫系统

抗病蛋白(R 蛋白)几乎存在于所有植物物种中，是植物免疫系统的重要组成部分。许多 R 蛋白在识别特定病原体时会触发极度敏感的防御反应，从而导致病原体感染周围区域的宿主细胞迅速死亡。这种识别事件还可以触发基因表达和其他生理生化反应的变化。这些反应的组合可以非常有效地对抗疾病。

为了进一步探索这种超敏反应，普渡大学、北卡罗来纳州立大学和农业部农业研究服务中心的 Shailesh Karre、Peter Balint-Kurti 及其同事制作了嵌合玉米叶片，其中含有一种自身活性 R 蛋白 (Rp1-D21)，它在不需要识别事件的情况下触发防御反应，存在于叶子的一部分中，而在另一部分中不存在。

“在这些叶子中，我们看到细胞死亡和萎黄病仅存在于携带自体活性蛋白的细胞中，而没有自体活性蛋白的细胞即使直接与含有该蛋白的组织接壤并正在经历这些症状，也不会表现出这些症状。细胞死亡，”Balint-Kurti 解释说。

他们还研究了两种细胞类型中超敏反应相关基因的表达，发现与细胞死亡不同，由超敏反应诱导的某些基因也在没有自身活性抗性蛋白的边界细胞中被诱导。最终，他们发现 Rp1-D21 在细胞死亡方面是细胞自主的，但在过敏反应方面则不是。

“这为利用 R 蛋白对植物进行基因工程的一些努力提供了信息，”Balint-Kurti 说。“例如，它告诉我们，在某些情况下，仅在植物的某些部分表达 R 蛋白可能是不够的。”

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