植物时刻面临多种微生物的侵染威胁，在与微生物长期的相互作用中形成了多层次的防御机制。一些病原微生物通过多种策略克服植物多层次的免疫机制，引发病害。由农作物病虫害导致的全球主要粮食作物的产量损失约为17%至30%，严重威胁粮食安全。为减少农作物病虫害发生，大量化学农药的施用给环境带来巨大负担，威胁人类健康。深入理解植物免疫机制是发展绿色、高效农作物病害防控技术的重要基础。
2020年9月8日，美国科学院院士、杜克大学董欣年教授，中科院遗传与发育生物学研究所周俭民研究员，美国加州大学戴维斯分校Gitta Coaker教授，中科院微生物研究所张杰研究员合作在MOLECULAR PLANT在线发表题为“Plant Immune Mechanisms: from Reductionistic to Holistic Points of View”的展望综述论文。论文系统总结了植物多层次的免疫和防御机制研究进展，包括植物细胞外免疫，如气孔免疫、根际免疫和胞间免疫；植物细胞表面免疫受体和胞内免疫受体介导的免疫识别和信号传递、不同类型免疫受体之间的交叉调控；非典型抗性基因介导的防御反应、维管束免疫反应、植物组织和细胞免疫反应异质性；植物免疫的翻译调控、生物钟与植物免疫调控等。
论文还展望了植物免疫机制研究中尚未解决的前沿科学问题，以及植物免疫基础研究在农作物抗病性扩展和改良中的潜在价值。对植物免疫机制的全面理解和深度解析可以指导农业生产的可持续增长。高效利用广谱抗性机制和不同的植物抗性基因，对作物抗病性改良具有重要的应用潜力。通过植物免疫基础研究，了解植物如何自然地调节免疫反应，解析免疫和抗病基因激活机制和信号调控网络，将为防控一些极具破坏性的植物病害提供理论指导和技术支撑。
图片来源于MOLECULAR PLANT网站
中科院微生物研究所张杰研究员为论文第一作者，美国科学院院士、霍华德休斯医学研究所研究员、杜克大学董欣年教授为论文通讯作者，中科院遗传与发育生物学研究所周俭民研究员和美国加州大学戴维斯分校Gitta Coaker教授为共同作者。
