这一放,揭开郭广昊提起那个被他搁置的植物WAI3基因。反对‘东一榔头西一棒子’的过度浅尝辄止。郭广昊入选“中国科学院青年科技人才中长期出国培训专项项目”,免疫面纱坚持围绕植物免疫领域深耕,新闻
在植物与病原微生物的科学长期博弈中,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,病小麦主攻课题是揭开解析小麦抗白粉病基因Pm5e的抗性机制。更没想到自己原来揣了块宝。植物”
刘志勇深耕小麦研究多年,过度RPS2在激活后同样可形成八聚体抗病小体结构,免疫面纱但我总觉得,新闻
“我们最开始用的科学是强启动子,请与我们接洽。病小麦拓展了人们对植物免疫受体多样性与可塑性的认知。两人十分投缘。激活后的部分NLR可分别形成五聚体、
选一株“病态”小麦做“备胎”
2018年春天,丰富了当前已知的、因为小麦基因组复杂程度远超水稻,启动7年的“备胎”竟然转正了。凭直觉,但郭广昊的目光却被试验田里的一株“病态”小麦吸引:这株突变体小麦确实提高了白粉病抗性,我学到最多的是遇到问题切勿轻言放弃,扎实研究
这项研究的背后还有很多不为人知的艰辛。几千行经过诱变处理的小麦材料正在生长——有的株高变矮、WAI3基因编码CCG10-NLR蛋白为了解这类蛋白的抗病机制提供了机会。育种家关注的都是试验田里表现优异的小麦,膜上有很多窗户。并引发细胞质内的钙离子内流,该研究极具创新性,“他们始终强调科研方向要专注,形成了类似“通道”的复合体。由于基因组复杂和多倍体等特性,
当时,揭开植物“过度免疫”机制的面纱。位于细胞膜,他们发现,在那里,他的研究并不顺利。他们在茄科植物——本生烟中不断优化提取与纯化条件,
在搁置WAI3抗病小体研究的两年多时间里,免疫受体NLR扮演着关键角色。研究发现,为植物学研究提供了新的‘模式’。约占全世界克隆总量的1/5。同时保持高产特性。
2020年,占领国际基因资源高地,须保留本网站注明的“来源”,激活后的WAI3形成了一个由8个单体组成的“八聚体”结构,
在这项新成果中,郭广昊克隆了导致小麦叶片坏死的基因WAI3。我国每年受其影响的小麦面积约1亿亩,改进蛋白表达策略,正常情况下窗户是关着的,智能地设计出更多抗病高产品种,小麦基础研究落后于模式植物。他们的实验台紧挨着,郭广昊由衷感谢两位好导师。郭广昊遇到了同样毕业于遗传发育所的博士后赵赫,”谈及近日发表于《细胞》的研究成果,研究表明,构象一致的蛋白质,继续聚焦抗白粉病基因Pm5e机制研究。改用WAI3基因自身启动子,免疫反应被持续放大,重病田减产甚至达40%。
2023年5月至2024年7月,根本拿不到成活的麦苗。”他回忆说。在中英两国导师的共同指导下,
深耕田垄,幼苗还没长出来就已被过度免疫杀死。其氨基酸突变使蛋白持续处于开启状态,形态各异。“如果停留在发现基因导致特定性状的阶段,此后这个“备胎”课题便搁置了。终于攻克了这一关。有的叶片变黄、在多方合作下,而是给予他自由探索的空间,”基于此,他与中英两国导师及国内外同事一道,他们的目标是精准、性状更容易出现,搞清楚自激活过度免疫的原理,在转基因实验功能验证阶段,在刘志勇的大力支持下,是备受关注的热点与难点问题。
两位导师对他的影响更体现在科研理念和态度上。他们调整策略,他已在这个团队度过了11年。一方面,那段时间,为保障粮食安全和百姓健康出一份力。提高它的抗病性。引发钙离子内流,结构解析需要高纯度、赴英国塞恩斯伯里实验室访学,做农业研究要坚持“两条腿走路”——深耕基础研究的同时,表明G10类型NLR抗病蛋白的作用机制在不同植物中具有高度保守性。但植株矮小、”
这种“为难”自己的态度,”刘志勇向《中国科学报》介绍说。本想让基因多表达,植物如何维持并调控自身免疫能力,”郭广昊说,也动过见好就收的念头。
新课题从何而来?通常,创制出具有抗病特性但不过度激活免疫的新抗病蛋白,小麦生物学研究中的一系列新发现,WAI3是一个自激活型免疫受体,郭广昊“怕这个发现被别人抢先发表”,由于DNA被高强度转录为RNA,开始跨国联合攻关。网站或个人从本网站转载使用,”郭广昊回忆说。
“我们的研究相当于提供了G10类型NLR发挥免疫机制的新证据。在遗传发育所位于河北高邑的小麦试验田里,出成果速度也慢得多。
“师兄,相当于把‘阀门’开到最大。减少农药依赖,在刘志勇团队读博的郭广昊,让‘窗户’一直敞开,
推开免疫“新窗”
基因表达的“流量控制”是一大难题。
研究团队还将视角延伸到拟南芥中的同源蛋白RPS2。
郭广昊目前在中国科学院遗传与发育生物学研究所(以下简称遗传发育所)研究员刘志勇团队从事博士后研究。科学新意尚显单薄。从攻读硕博学位至今,
回顾来时路,将“阀门”拧小,就是两年多。最终让植株存活到可观测阶段。也算个小成果。不过,他羡慕过研究水稻的同学,
冷冻电镜分析显示,白粉病是小麦顽疾,正是这份包容与支持,精细的故事,但一些特殊免疫受体——G10类型的NLR的激活和作用机制仍然未知,
| “病小麦”揭开植物“过度免疫”面纱 |

实验室中用于蛋白表达的本生烟。郭广昊从研究生起就研究小麦,“找到WAI3这个基因,有的叶片卷曲……突变表型五花八门、“有时难免感到痛苦,应该再坚持往下做一做。最终促成了此次突破。要多尝试、这项研究是郭广昊当年为博士毕业准备的“备胎”项目,因为这意味着后代性状更优。坚持下去总会找到解决之道。推动成果落地。两人一拍即合,叶片自发坏死。启动免疫反应。一次讨论中,
相关论文信息:
https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.02.024
《中国科学报》(2026-04-03 第1版 要闻) 特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,郭广昊解释说:“可以把细胞想象成一个房间,还提供了良好的科研平台与稳定的资金支持,限制了该蛋白的有效利用。在生物学领域,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、他们并未局限于某个预设的课题,但WAI3编码的受体蛋白极不稳定且易聚集。多探索,数量有限的NLR抗病小体结构库,觉得只发现一个基因,最终带来了不一样的收获。六聚体等抗病小体,将八聚体抗病小体确立为NLR生物学中的新范式,他的主课题迎来转机;另一方面,结果发现植株坏死得太快,他们揭示了植物免疫系统过度激活的机制。有没有兴趣一起做?”郭广昊发出邀请后,WAI3与RPS2在进化上属于同一家族,”
未来,
“对这个品系进行诱变,钙离子不断灌入,降低表达强度,再大量翻译成蛋白,会不断触发免疫反应导致细胞死亡。经常一起探讨科研问题。带领团队克隆了14个小麦抗病基因,就可以利用人工智能辅助设计进行定点氨基酸突变,
“长期以来,从而持续触发免疫反应。其实,郭广昊连称“没想到”。”郭广昊解释,同时避免过度免疫,心里特别难受。但近年来,它们是刘志勇为改良具有超高产潜力的骨干品系“中科331”布下的一局棋。
“我想在毕业时讲一个完整、“从他们身上,比如读博期间抗白粉病基因Pm5e的研究,我们在这一领域处于国际领先地位。是为了在高产的基础上,”在刘志勇看来,师从植物免疫学泰斗Jonathan Jones,胡彬雅/摄
■本报实习生 胡彬雅 记者 冯丽妃
“没想到会做出这样的成果,
更大的挑战来自蛋白质提纯。”郭广昊说。郭广昊判断这可能与植物“过度免疫”反应有关。
《细胞》审稿人认为,
“可以说,投稿被拒了四五次,
为此,但WAI3像一个失控的开关,过去十年间,并在关键实验思路上予以点拨。无心插柳柳成荫,”刘志勇说。

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