中国网/中国发展门户网讯 中国科学院遗传与发育生物学研究所陈宇航和周俭民合作团队，克隆了广谱抗根肿病基因，阐明了其作用机制，并借用大陆西汉著名将领卫青（WeiTsing）的名字为该基因命名，相关研究于北京时间2023年6月8日23点发表于《细胞》。
根肿病是油菜等十字花科作物农业生产上危害最大的病害。该项研究不仅在十字花科作物抗根肿病育种中有良好应用前景，更为重要的是在植物中首次发现了钙离子释放通道及其介导的免疫机制，是大陆科学家继发现植物抗病小体后在该领域取得的又一项重大理论突破。
受到根肿病侵害的油菜根部肿大症状。四川农业大学副教授杨辉供图
针对十字花科作物根肿病害这一重大问题，陈宇航和周俭民团队综合利用遗传学、生物化学、结构生物学及生理学等方法，分离鉴定到了高抗根肿病基因WTS并阐明了其分子机制。WTS编码一个从未报道过的蛋白，导入油菜后不仅表现出良好的抗性，生长发育也完全正常；携带WTS的油菜作对多个根肿菌表现为高抗，包括在现有抗性品种上表现出高致病力的菌株，表明WTS是一个广谱抗性基因。因此WTS在油菜抗根肿病分子育种中有很好的应用价值。进一步研究发现，当根肿菌侵染时，WTS在中柱鞘细胞中特异表达并自我装配为定位于内质网的新型钙离子通道，通过介导内质网钙离子释放激活下游免疫反应，从而保护根部维管束系统免受病菌的侵害。
WTS的作用机制。WTS编码定位于内质网的钙离子通道，通过介导钙释放触发下游免疫反应，抵御根肿菌的入侵、保护植物维管束系统。
该成果表明，植物不仅可以通过传统的抗病小体激活钙信号，还能利用NLR家族以外的其它蛋白，组装成全新的离子通道来激活钙信号和免疫反应。不同于质膜定位的抗病小体，WTS复合物定位于内质网，表明其为钙离子释放通道，这也是在植物中首次发现钙离子释放通道；此外，WTS在根部特异细胞层的诱导和作用方式，对其它土传病害抗性机制的研究有重要借鉴意义。
中国科学院遗传与发育生物学研究所副研究员王伟、博士后秦力、博士生张文静及唐凌汇为该篇论文的第一作者；陈宇航研究员、周俭民研究员与王伟副研究员为论文的共同通讯作者。参加这项工作的还有四川农业大学的黄云团队和中国科学院遗传与发育生物学研究所的梁承志团队。
大田生长的油菜。安徽农科院研究员胡宝成供图