中國網/中國發展門戶網訊 中國科學院遺傳與發育生物學研究所陳宇航和周儉民合作團隊，克隆了廣譜抗根腫病基因，闡明了其作用機制，并借用大陸西漢著名将領衛青（WeiTsing）的名字為該基因命名，相關研究于中原標準時間2023年6月8日23點發表于《細胞》。
根腫病是油菜等十字花科作物農業生産上危害最大的病害。該項研究不僅在十字花科作物抗根腫病育種中有良好應用前景，更為重要的是在植物中首次發現了鈣離子釋放通道及其介導的免疫機制，是大陸科學家繼發現植物抗病小體後在該領域取得的又一項重大理論突破。
受到根腫病侵害的油菜根部腫大症狀。四川農業大學副教授楊輝供圖
針對十字花科作物根腫病害這一重大問題，陳宇航和周儉民團隊綜合利用遺傳學、生物化學、結構生物學及生理學等方法，分離鑒定到了高抗根腫病基因WTS并闡明了其分子機制。WTS編碼一個從未報道過的蛋白，導入油菜後不僅表現出良好的抗性，生長發育也完全正常；攜帶WTS的油菜作對多個根腫菌表現為高抗，包括在現有抗性品種上表現出高緻病力的菌株，表明WTS是一個廣譜抗性基因。是以WTS在油菜抗根腫病分子育種中有很好的應用價值。進一步研究發現，當根腫菌侵染時，WTS在中柱鞘細胞中特異表達并自我裝配為定位于内質網的新型鈣離子通道，通過介導内質網鈣離子釋放激活下遊免疫反應，進而保護根部維管束系統免受病菌的侵害。
WTS的作用機制。WTS編碼定位于内質網的鈣離子通道，通過介導鈣釋放觸發下遊免疫反應，抵禦根腫菌的入侵、保護植物維管束系統。
該成果表明，植物不僅可以通過傳統的抗病小體激活鈣信号，還能利用NLR家族以外的其它蛋白，組裝成全新的離子通道來激活鈣信号和免疫反應。不同于質膜定位的抗病小體，WTS複合物定位于内質網，表明其為鈣離子釋放通道，這也是在植物中首次發現鈣離子釋放通道；此外，WTS在根部特異細胞層的誘導和作用方式，對其它土傳病害抗性機制的研究有重要借鑒意義。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所副研究員王偉、博士後秦力、博士生張文靜及唐淩彙為該篇論文的第一作者；陳宇航研究員、周儉民研究員與王偉副研究員為論文的共同通訊作者。參加這項工作的還有四川農業大學的黃雲團隊和中國科學院遺傳與發育生物學研究所的梁承志團隊。
大田生長的油菜。安徽農科院研究員胡寶成供圖