于峰教授（左一）在指导学生查看水稻表型。长沙晚报全媒体记者 董阳 摄
植物也会“上当受骗”？没错。湖南大学生物学院于峰教授团队研究发现，当线虫入侵植物时会释放“烟雾弹”（信号分子），让植物受体激酶感受到，并向内部传递错误信息“外面的世界很美好”，于是植物免疫系统关闭，线虫乘虚而入。该研究有助于作物的品种改良过程。
今日，全省科技大会暨科学技术奖励大会在长沙召开，由湖南大学、湖南师范大学、湖南省农科院共同完成的“受体激酶FER介导的植物环境适应性及重要农艺性状形成机制”，获湖南省自然科学奖一等奖。
植物具有适应环境变化的能力，通过研究并进一步利用好植物的环境适应能力，可以培育广适、高抗、高产的农作物。因此，“高等植物如何适应环境变化”，入选《科学》杂志公布的125个前沿性科学问题。
作为项目第一完成人，于峰介绍，植物要适应环境，首先需要感受各种环境信号，位于细胞膜表面的受体激酶，是植物感受环境信号、使细胞作出正确反应的关键因子。但成员众多的受体激酶，如何感受不同信号、协同调控植物的环境适应性尚不清楚。
于峰教授在观察植物材料。长沙晚报全媒体记者 董阳 摄
为了回答该科学问题，项目组选取受体激酶家族中的典型成员FER，以水稻和拟南芥为材料，研究FER感受线虫病害和干旱环境信号，并通过调节RNA代谢通路进行信号传递，最终调节水稻抗线虫等农作物性状形成的相关机理，取得了系列研究成果。
“植物感受环境变化就像一个黑匣子，有很多未知的东西，我们研究发现，受体激酶FER在感受到线虫虫害和环境干旱这两种信号后，可以通过调控RNA的代谢向细胞传递信号。”于峰说。
以全球性的粮食作物病虫害——植物寄生线虫为例，其早期很难发现，一旦发病就很难挽救。揭示植物如何感受线虫病害，并启动相应抑制机制，在科学界是个难题。项目组在研究过程中有了新的发现。
“线虫非常聪明，它要侵入植物细胞，会先发出一个烟雾弹，也就是一个信号分子，这个信号分子可以被受体激酶FER感受到，但它是欺骗性的，FER传递信号，告诉植物‘外面一片美好，没有虫子’，植物被骗，警惕性降低，相当于把免疫系统抑制住，这个时候线虫就可以成功侵入。”于峰说。
于峰，湖南大学生物学院教授、博士生导师。长沙晚报全媒体记者 董阳 摄
弄清楚这一机制，在育种过程中，就可以选育受体激酶FER功能减弱的材料，或者直接把受体激酶FER功能剔除掉。这样，植物就不会被线虫发出的“烟雾弹”所迷惑，也就不会“上当受骗”。实验证明，在水稻里，一旦受体激酶FER“不在线”，线虫侵入的能力就大大减弱，水稻的抗性就明显增强。
尽管项目开辟了受体激酶介导RNA代谢的研究方向，产生了重要的国际影响。相关发现，还可以间接或直接帮助农作物适应一些特定的环境，比如盐碱、病害、干旱、缺肥等。但于峰说，从整个植物科学领域来说，这只是很小的一个阶段性成果，未来真正要改良作物的性状，培育新品种，还需进一步探索。
于峰教授观察的植物材料。长沙晚报全媒体记者 董阳 摄
在于峰看来，植物响应环境的变化，是地球变得多姿多彩的重要原因。基础研究的魅力在于，让大家理解世界是怎么工作的，从而更好地接受世界改造世界。他透露，自己和团队正在做一些很有意思的研究工作，比如水稻怎么样增强对杂草的抗性；比如植物的根如何扎进土壤，一旦弄清楚其中的机制，就有可能在未来改变水稻种植模式。
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编 辑｜实习编辑 郑璐畅
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