水稻是全球超过半数人口赖以生存的主要粮食作物。然而，由立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）引发的水稻纹枯病对产量构成了严重威胁，可导致10%到30%的减产，极端情况下损失甚至可达50%。关于这种疾病的研究相对有限，水稻如何抵抗立枯丝核菌的机制仍需深入探索。
2025年1月3日，武汉大学杂交水稻全国重点实验室蔡强教授课题组在《Developmental Cell》期刊上发布了一篇题为“Rice extracellular vesicles send defense proteins into fungus Rhizoctonia solani to reduce disease”的研究论文。该研究揭示了水稻通过细胞外囊泡（EVs）装载防御蛋白，并将这些蛋白传递给立枯丝核菌，以此方式在非自然位置抑制病原体的侵袭。这一发现表明，EVs介导的抗性可能代表了植物对抗死体营养型真菌的一种重要且新颖的防御策略。
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武汉大学博士后以第一作者身份在植物学顶刊（IF=27.5）发文揭示水稻-病原菌互作新机制
美国微生物学会院士金海翎、武汉大学蔡强最新综述——细胞外囊泡：植物、微生物和哺乳动物细胞中的跨生物RNA运输
细胞外囊泡是一种由细胞分泌的、包裹有多种生物活性分子（如蛋白质、脂质、核酸和代谢产物）的双层脂质结构。它们在细胞间通信中扮演着关键角色，当所携带的分子被递送到目标细胞时。尽管植物EVs的功能研究进展较慢，但最新的研究表明，植物和真菌产生的EVs参与了小RNA (sRNA) 在物种间的双向转移，促进了跨界RNA干扰（RNAi），从而影响宿主的免疫反应和病原体的毒性。此外，有证据显示拟南芥能够利用EVs向灰霉菌（Botrytis cinerea）转移植物mRNA，而模式生物锥虫（Trypanosoma brucei）产生的EVs含有鞭毛蛋白，与哺乳动物红细胞融合后促进红细胞快速清除并引起贫血。
蔡强教授团队的研究进一步指出，当水稻遭遇立枯丝核菌感染时，会释放富含防御蛋白的EVs。这些EVs与真菌细胞互动，将防御蛋白送入真菌内部，以抑制其致病能力。减少EVs中的防御蛋白转移会提高对病原体的易感性；相反，增加这些防御蛋白的表达则可以抑制病原体的侵染。因此，植物通过EVs携带防御蛋白进入真菌细胞，作为对抗病原体毒力的武器。这不仅展示了植物与病原体之间蛋白质交换的新形式，也为减少作物病害提供了一种新的思路。
杂交水稻全国重点实验室博士生黄一凡为该论文的第一作者，蔡强教授为该论文的通讯作者，美国加州大学河滨分校金海翎教授为本研究提供了宝贵的指导。该研究得到了国家重点研发计划、湖北省自然科学基金和国家自然科学基金等项目的联合资助。
蔡强，武汉大学生命科学学院教授，博士生导师。主要研究方向为小分子 RNA 调控植物与病原物的互作机制、细胞通讯在植物与病原生物互作中的调控过程等。研究成果发表在 Science、Nature Plants、Nature Communications 等国际知名期刊上。
