The Plant Cell | Defense strategies for plant health: disease resistance and tolerance

Author: NRX | Publish date: 2025-08-01 02:36 | Hits: F(views) + Value(1)
The Plant Cell | Defense strategies for plant health: disease resistance and tolerance

抗病性(disease resistance)和耐病性(disease tolerance)是植物维持健康的两种基本免疫策略(defense strategies)。抗病性通过识别病原物、阻止其入侵、限制扩散或直接清除病原来实现病害防控。而耐病性则不依赖于抑制病原物的增殖,而是通过增强宿主对病症的调控能力,减轻互作过程中产生的生理与组织损伤,从而在病原持续存在的情况下依然维持植物的生长与产量。

经过国内外科学家数十年的研究,针对活体型和半活体型病原的抗病性分子机制已被深入解析。然而,早在1894年,植物病理学家和育种专家就已观察到作物对病害存在耐受性差异,不同品种在耐病性上的表现也各不相同。值得注意的是,与抗病性不同,耐病性通常不会对病原群体施加强烈的选择压力,因此被视为一种更具持久性和可持续性的免疫策略。尽管如此,相较于抗病性分子机制的深入研究,耐病性在分子、细胞和遗传层面的研究严重滞后,相关机制尚不清楚。

近期,武汉大学高等研究院、杂交水稻全国重点实验室和湖北省洪山实验室胥国勇教授课题组在The Plant Cell期刊上在线发表了题为Defense strategies for plant health: disease resistance and tolerance的综述论文。

该综述围绕病症(disease symptom)的发生与控制,从植物病理学、植物免疫学与植物保护学等多个视角,系统探讨了病原介导损伤(pathogen-derived damage)与免疫介导损伤(immunity-derived damage)如何共同驱动病症发生,并深入分析了抗病性与耐病性在病症控制中的关键作用机制。文章总结了近年来耐病性研究的关键进展,重点介绍了宿主可能通过清除有害蛋白质团聚体、激活自噬通路、优化资源分配以及调控生命史性状等机制实现对病害的耐受。同时,综述也提出了未来耐病性研究的核心科学问题和发展方向。最后,综述进一步探讨了如何将上述基础研究成果与现代生物技术结合,推动耐病性状在作物育种中的应用,为培育兼具抗病性和耐病性的作物新品种提供理论支持,进而促进可持续农业发展,助力全球粮食安全。

武汉大学高等研究院唐枝娟博士、牟锐博士为该论文第一作者,胥国勇教授为通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金委、农业生物育种重大项目、湖北洪山实验室重大项目的资助。

参考文献:

1. Tang, Zhijuan#; Shi, Shaosong#; Niu, Ruixia#; Zhou, Yulu; Wang, Zhao; Fu, Rongrong; Mou, Rui; Chen, Suming; Ding, Pingtao; Xu, Guoyong*. Alleviating protein-condensation-associated damage at the endoplasmic reticulum enhances plant disease tolerance, Cell Host & Microbe, 2024, https://doi.org/10.1016/j.chom.2024.07.013
2. Zhou, Yulu#; Niu, Ruixia#; Tang, Zhijuan#; Mou, Rui; Wang, Zhao; Zhu, Sitao; Yang, Hongchun; Ding, Pingtao; Xu, Guoyong*. Plant HEM1 specifies a condensation domain to control immune gene translation, Nature Plants, 2023, https://doi.org/10.1038/s41477-023-01355-7

论文链接:

https://doi.org/10.1093/plcell/koaf186