解密植物對環境變化的應激反應

本報訊（記者趙秋麗、馮帆） 近日，山東建築大學市政與環境工程學院副教授侯書國團隊聯合美國得州農工大學、杜克大學，法國圖盧茲大學、日本岡山大學等知名大學的研究團隊，通過對植物如何感受環境變化作出應激反應的研究，揭示了植物對病蟲害、乾旱等環境脅迫因素的應激機理，國際期刊《自然》在線發表這一研究成果。這一重要發現改變了人們以往對植物與環境之間相互作用關係的認知，對於促進生態良性循環和糧食安全問題具有重要意義。

綠色植物為地球生物提供食物來源，並在維持生態平衡、促進生態良性循環與發展、改善人類居住環境等方面起着至關重要的作用。但植物經常面臨包括病原菌侵染等極端環境的影響，植物通過感知環境變化並作出應激反應，保護自身免受環境惡化的影響。因此，研究植物感知環境變化並作出應激反應的機制，有助於我們應對環境變化，解決糧食和生態安全等問題。

植物細胞因子在植物免疫中發揮至關重要的調控作用，這一研究首次提出了一類結構全新的植物細胞因子SCREWs。為了鑑定新的參與植物免疫調控的植物細胞因子，研究人員分析了受病原菌誘導表達的擬南芥轉錄組，並篩選了病原菌上調錶達的分泌肽。其中，SCREWs能夠被病原菌及微生物相關分子模式（MAMPs）強烈誘導表達。通過免疫誘導分析，研究發現SCREWs羧基端31個保守的氨基酸能夠通過誘導MAPK激活植物生長抑制等典型的免疫反應。結構預測顯示，該小肽通過兩個保守的半胱氨酸形成二硫鍵，其對SCREW免疫誘導起至關重要的作用。通過持續研究發現，SCREW為一類新的免疫調控植物細胞因子，能夠誘導植物免疫反應和增強植物對病原菌的抗性。

侯書國團隊長期從事植物與環境互作的分子生物學研究，自2012年以來，該團隊與美國德州農工大學何平教授、單立波教授，清華大學柴繼傑教授，山東大學張偉教授等團隊合作，在揭示植物細胞因子調控植物先天免疫領域作出了突出的貢獻。