就像人类一样，植物具有免疫系统，可以帮助它们抵御感染。植物免疫力有一些重要的区别：它们不会制造抗体，也不能在数月或数年后更快地抵抗同一种病毒。然而，植物细胞可以识别病原体并对它们起反应，通常是通过产生对细菌或真菌有毒的活性氧爆发。受感染部位周围的细胞将进入程序性细胞死亡以密封疾病。
 
加州大学戴维斯分校植物病理学系教授Gitta Coaker及其同事现已确定了植物细胞如何应对病原体的关键步骤。他们已经确定了一系列激酶，这些酶激活产生活性氧的酶。这项工作于9月12日发表在Cell Host＆Microbe杂志上。
 
“众所周知，植物可以产生活性氧，但不知道不同的蛋白质如何协调活性氧合成酶的活化，”Coaker说。
 
Coaker说，每个植物细胞都能对病原体产生反应，通过细胞表面的受体对细菌蛋白质等物质起反应。植物具有大量的这些先天免疫受体：例如，小型实验室植物拟南芥具有约600种能够响应不同病原体的受体。
 
植物还具有与“Toll样受体”或TLR相似的受体。这些TLR类似于在昆虫和哺乳动物中发现的蛋白质，其触发对细菌和其他病原体的反应。TLR首先由加州大学戴维斯分校植物病理学系的Pamela Ronald教授在植物中发现。
 
关键步骤连接检测和操作
 
Coaker的实验室现已在拟南芥中分离出一种酶SIK1，它是植物免疫的“发夹”。它将检测病原体的受体与杀死病原体的活性氧连接起来。
 
“这种特殊的激酶与其他能够与活性氧结合的酶一起使用并稳定其他激酶，”Coaker说。“我们认为这是关键一步。”
 
当研究人员删除SIK1时，植物无法产生足够的活性氧，更容易受到感染。
 
Coaker的小组现在正在寻找其他植物中SIK1的同源物，包括作物。他们想知道该基因是否可以调整以增强对作物中病原体的抗性。这可能会导致对植物病害的新治疗和对感染更具抵抗力的作物的繁殖。