• 分類：人才隊伍
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• 來源：微生物所
• 發布時間：2025-05-27 08:55
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【概要描述】在全球氣候變暖態勢不斷加劇的背景下，災害性天氣的出現愈發頻繁。在此形勢下，深入探究由氣候變化、耕作制度調整以及施肥方式改變等因素引發的植物復合脅迫機制，并挖掘出具有優異特性的分子模塊，對于應對未來農業領域可能遭遇的種種挑戰而言，具有至關重要的意義。 近日，中國科學院微生物研究所葉健團隊取得了一項重要科研成果，相關研究論文“A nitrate transporter OsNPF6.1 promotes nitric oxide signaling ａnd virus resistance”發表于國際知名期刊《Plant, Cell & Environment》。該研究成功揭示了低硝態氮使用能夠提升水稻對病毒抗性的分子機制，這一發現為指導作物分子設計以及合理施肥提供了全新的科學依據。 研究團隊發現，水稻體內構建了一套極為精密的“氮 - 免疫”防御系統，而這一系統的關鍵“組件”便是硝酸鹽轉運蛋白OsNPF6.1。當水稻受到水稻條紋病毒（RSV）的攻擊時，OsNPF6.1的表達量會顯著上調，進而促進水稻對硝態氮的攝取。隨后，它會激活硝酸還原酶基因OsNR2，在OsNR2的催化作用下，生成具有免疫信使功能的一氧化氮（NO），最終觸發抗病毒基因的表達程序，從而幫助水稻抵御病毒的侵害。然而，RSV病毒也并非“等閑之輩”，它進化出了一種“反制武器”——病害特異蛋白（SP）。這種蛋白能夠直接靶向OsNPF6.1，使其功能失效，進而干擾水稻的抗病毒防御機制。不過，研究團隊進一步深入研究后發現，在低硝態氮的環境條件下，OsNPF6.1可能會發生磷酸化修飾，這種修飾會改變其生物構象，從而減弱它與SP之間的相互作用，使得水稻的這一“抗病開關”能夠成功逃脫病毒的干擾（如圖1所示）。這一研究成果為開發“精準施氮”的綠色防控策略提供了潛在的靶點。 值得一提的是，葉健團隊前期與南京農業大學萬建民院士團隊合作時，就已發現OsNPF6.1的優異單倍型能夠在低氮條件下顯著提高水稻的產量。而此次的最新研究成果，在此基礎上為破解“抗病 - 高產”這一長期困擾農業領域的矛盾提供了新的思路。通過推廣OsNPF6.1的優異單倍型，并設計出硝態氮緩釋肥料，或許能夠在減少因氮肥濫用而造成的環境污染的同時，實現作物產量與抗性的協同提升。 在此項研究中，中國科學院微生物研究所博士生徐爽、博士研究生韋一帆擔任論文的第一作者，微生物所的葉健研究員與方榮祥院士為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金重大項目、杰出青年科學基金項目等項目的資助。 圖1 NPF6.1-NO信號級聯通路在RSV抗性中的作用模型 原文鏈接：http://doi.org/10.1111/pce.15626