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植物免疫机制图示 本文图片均为受访者供图
如何与病原菌共存的同时 ， 维持一定的繁殖力？实际上 ， 植物自带了一套聪明的防卫体系 ， 破解这一体系也成为保障粮食安全的密码 。
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研究团队工作照
中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员何祖华说 ， 中国的作物病害（如稻瘟病、纹枯病、白叶枯病、稻曲病等）常年发生 ， 年均发病面积在1.2-1.5亿亩 ， 发病稻田产量损失15%-30% 。 中国农田大量投入使用的农药占约全世界35%的农药使用量 ， 使用农药会带来一系列副作用 。 尽管大量使用农药 ， 每年中国仍然因病虫害损失粮食至少1600万吨 ， 相当于3亿人一年的口粮 。
因此 ， “有效控制水稻病害是端牢中国人饭碗的有力举措 。 ”何祖华说 ， 作物育种学家和病理学家长期致力于选育广谱持久的水稻抗病品种 ， 但高抗的水稻品种往往生长发育受到限制 ， 导致产量降低 ， 即以牺牲生长发育为代价换取抗病性 。
那如何在水稻抗病的同时不影响其产量性状 ， 维持好植物抗病与生长发育的平衡？此外 ， 面对病原菌的不断进化 ， 如何让植物的免疫屏障有效抵御不同病原菌的反复进攻？
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【品种|分析三千多种水稻品种基因序列，中国科学家揭秘植物免疫机制】研究团队工作照
针对这些问题 ， 何祖华研究团队经过15年追踪 ， 终于获得了答案 。
2021年9月30日 ， 何祖华研究团队在国际顶尖学术期刊《细胞》（Cell）在线发表论文 。 这是该研究团队继2017年在《科学》（Science）发表水稻广谱抗病新机制后的又一重大进展 。
研究揭示了水稻钙离子新感受子ROD1精细调控水稻免疫 ， 降低水稻因广谱抗病而引发的生存代价 ， 平衡水稻抗病性与生殖生长和产量性状的分子机制 。 研究发现ROD1作为一个新的植物免疫抑制中枢 ， 通过降解具有免疫活性的超氧分子（ROS） ， 从而抑制植物的防卫反应 。
因此 ， 在没有病原菌侵染时 ， 植物的基础免疫维持在较低水平 ， 有利于水稻生殖生长 ， 进而提高产量 。 但当病原菌侵染时 ， 植物进化出了聪明的免疫激发新途径：通过降解ROD1减弱其功能 ， 从而保证植物在抵御病原菌时能产生有效的防卫反应 ， 不至于迅速发病枯死 ， 并能繁殖后代 。
另一方面 ， 病原菌和植物长期处于“军备竞赛”的协同进化过程中 。 研究发现水稻稻瘟病菌会进化出模拟ROD1结构的毒性蛋白 ， 在植物体内盗用ROD1的免疫抑制途径 ， 实现侵染的目的 。
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