研究人员发现植物免疫的主要调节剂

证明与植物应激反应相关的调节蛋白也可作为抗病原体免疫的总开关，可以帮助育种者开发出更具抗虫性和气候适应性的作物。

由KAUST领导的发现表明，寻求实施可持续作物保护策略的农业科学家与其关注植物防御中涉及的个体免疫信号，不如将他们的精力集中在这一最重要的蛋白质上。

“将OXI1鉴定为免疫的单一分子开关为分子育种提供了许多巨大优势，”研究负责人、KAUST植物科学教授HeribertHirt说。

赫特的发现酝酿了将近二十年。2004年，他和他的同事首先发现了一种名为OXI1的基因——氧化信号诱导1激酶的缩写——它对植物在面对环境胁迫时的反应至关重要。

在接下来的18年里，Hirt等人将OXI1与植物免疫和生长的各个方面联系起来，但目前还不完全清楚这种蛋白质是如何发挥其生物学作用的。虽然科学家们详细说明了三种关键的免疫相关代谢物——水杨酸(SA)、N-羟基哌啶酸(NHP)和camalexin——促进病原体防御的方式，但它们与OXI1信号传导的联系尚不清楚。

赫特和他实验室的博士后研究员阿纳米卡·拉瓦特(AnamikaRawat)将这些点联系起来。研究人员创造了拟南芥植物的突变形式，这些植物要么缺乏OXI1功能，要么调节蛋白表达升高。然后，他们与德国和法国的合作者一起，全面分析了这些植物的基因活动模式、蛋白质丰度和代谢物水平。

总的来说，研究人员展示了OXI1如何触发少数促进SA、NHP和camalexin合成的基因。这三种免疫促进分子的积累然后赋予对植物病原体的更大保护。

但是OXI1活性带来的额外免疫力是有代价的：它使发育不良的植物表现出更大的细胞死亡倾向。OXI1水平较低的植物虽然更容易受到细菌和真菌害虫的感染，但往往会长得更大，光合机制更活跃。

因此，作物开发人员必须为其农业应用找到OXI1活性的正确平衡点。Hirt指出，作为一种蛋白激酶，OXI1应该易于操作。

目前，已有数十种激酶靶向小分子药物广泛用于人类医学。他说，从这些药物的开发中收集到的知识现在应该用于发现用于作物改良的OXI1调节剂。