文章信息

文章题目：Interfamily co-transfer of sensor and helper NLRs extends immune receptor functionality between angiosperms

期刊：Cell

发表时间：2025 年 6 月 17 日

主要内容：中国农业大学植物保护学院郭海龙教授团队在 Cell 在线发表题为 Interfamily co-transfer of sensor and helper NLRs extends immune receptor functionality between angiosperms 的研究论文，首次系统证明通过共转移感受型与辅助型 NLR 免疫受体，可打破 NLR 免疫受体的“受限的分类学功能”（Restricted Taxonomic Functionality, RTF）瓶颈，在分类学跨度较大的植物间重建免疫信号通路。这一突破性发现不仅为作物病害的绿色防控提供了可行的新策略，也为未来多物种间的分子设计育种提供了重要理论依据和实践示范。

原文链接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00578-1

使用TransGen产品：

TransScript^® First-Strand cDNA Synthesis SuperMix (AT301)

背景介绍

水稻作为我国主要口粮作物，长期受由稻生黄单胞菌条斑致病变种（xoc）引发的细菌性条斑病的严重威胁，但水稻缺乏对该病害的主效抗性基因，无法有效识别和抵抗病原菌。相比之下，辣椒等茄科作物通过 NLR 免疫受体识别病原菌效应蛋白并激活 ETI 免疫反应，形成天然防御机制。虽然将辣椒 NLR 受体转入近缘物种（如番茄）可成功赋予抗病性，但在跨科转移至拟南芥、木薯等远缘植物时却无法激活有效的免疫反应，这种现象被称为 NLR 免疫受体的“受限的分类学功能”(RTF)，其深层机制至今未明，成为植物抗病育种的长期难以突破的技术瓶颈。

文章概述

近年来，科学家发现植物免疫依赖于"感受型 NLR "（识别病原菌）和"辅助型 NLR "（传递信号）的协同作用。郭海龙课题组提出，跨科 NLR 转移失败的原因并非识别失效，而是远缘作物缺乏匹配的"辅助型 NLR"来解码免疫信号。为此，团队将辣椒的感受型 NLR（Bs2）与烟草的辅助型 NRC 受体共同导入水稻，转基因水稻在接种 Xoc 后可以诱导 NRC 在体内寡聚化，同时可以诱导防御相关基因表达，表明二者在水稻中的协同表达成功重构了免疫通路，使其在接种 Xoc 后表现出显著抗性。同时，该策略不仅显著增强了抗病性，同时也保持了水稻在株高、分蘖、产量等农艺性状上的稳定。相比传统方法更可控，避免了免疫自激活导致的生长缺陷。进一步实验表明，“感受型+辅助型”免疫受体配套转移策略在多个物种中均表现出良好的适用性和稳定性，为那些自身缺乏主效抗病基因的物种提供了可复制、可推广的抗病育种新路径。

跨科共转移感受型与辅助型 NLRs 拓展了茄科胞内免疫受体在水稻、拟南芥和大豆中的功能

这项研究突破了长期限制 NLR 应用的“受限的分类学功能”（RTF）瓶颈，构建了一套具有可迁移性的免疫工程路径，获得了审稿人的高度评价：“这是一项在 NLR 跨科转移方面的重要技术进展”、“为基于 NLR 的抗病性改良提供了全新路径”、“是一项意义广泛的概念验证性研究，对农业和免疫系统人工设计具有重要影响”。

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使用 TransScript^® First-Strand cDNA Synthesis SuperMix (AT301) 产品发表的部分文章：

• Du X F, Alam M, Witek K, et al. Interfamily co-transfer of sensor and helper NLRs extends immune receptor functionality between angiosperms[J]. Cell, 2025.(IF 45.6)

• Huang G, Bao Z, Feng L, et al. A telomere-to-telomere cotton genome assembly reveals centromere evolution and a Mutator transposon-linked module regulating embryo development[J]. Nature Genetics, 2024.(IF 31.8)

• Zhu R, Liu X, Zhang X, et al. Gene therapy for diffuse pleural mesotheliomas in preclinical models by concurrent expression of NF2 and SuperHippo[J]. Cell Reports Medicine, 2024.(IF 11.7)

• Wang Y, Zhu Y, Wang Y, et al. Proteolytic activation of angiomotin by DDI2 promotes angiogenesis[J]. The EMBO Journal, 2023.(IF 11.4)

• Song N, Xu H, Liu J, et al. Design of a highly potent GLP-1R and GCGR dual-agonist for recovering hepatic fibrosis[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B, 2022.(IF 14.8)

• Hong Y, Xia H, Li X, et al. Brassica napus BnaNTT1 modulates ATP homeostasis in plastids to sustain metabolism and growth[J]. Cell Reports, 2022.(IF 7.5)

• Meng Z, Liu J, Feng Z, et al. N-acetylcysteine regulates dental follicle stem cell osteogenesis and alveolar bone repair via ROS scavenging[J]. Stem Cell Research & Therapy, 2022.(IF 7.1)

• Wang Y, Gong Q, Wu Y, et al. A calmodulin-binding transcription factor links calcium signaling to antiviral RNAi defense in plants[J]. Cell Host & Microbe, 2021.(IF 21.02)

• Chen J, He Y, Liang H, et al. Regulation of PDGFR-β gene expression by targeting the G-vacancy bearing G-quadruplex in promoter[J]. Nucleic Acids Research, 2021.(IF 16.90)

• Liu Q, Hu X, Su S, et al. Cooperative herbivory between two important pests of rice[J]. Nature Communications, 2021.(IF 14.91)

• Liu B, Chen S, Xu Y, et al. Chemically defined and xeno-free culture condition for human extended pluripotent stem cells[J]. Nature communications, 2021.(IF 14.7)

• Yan Z, Wang D, An C, et al. The antimicrobial peptide YD attenuates inflammation via miR-155 targeting CASP12 during liver fibrosis[J]. Acta pharmaceutica Sinica B, 2021.(IF 11.41)

• Huang G, Wu Z, Percy R G, et al. Genome sequence of Gossypium herbaceum and genome updates of Gossypium arboreum and Gossypium hirsutum provide insights into cotton A-genome evolution[J]. Nature genetics, 2020.(IF 27.00)

• Chen G, Wang D, Wu B, et al. Taf14 recognizes a common motif in transcriptional machineries and facilitates their clustering by phase separation[J]. Nature communications, 2020.(IF 12.12)