中国科学院遗传与发育生物学研究所陈宇航和周建民领导的研究人员展示了植物如何抵抗根肿病，这是一种威胁油菜等芸苔类作物生产力的主要根病。

科学家发现植物如何对抗主要的根部疾病

该研究揭示了植物免疫的新机制，并有望为作物育种开辟一条新途径，该研究发表在《细胞》杂志上。

根肿病是一种土传病害，是芸苔属作物最具破坏性的病害。在中国，每年约有320万至400万公顷农田受根肿病影响，造成20%至30%的产量损失。根肿病的病原体Plasmodiophorabrassicae(Pb)的休眠孢子可在土壤中存活长达20年，这使得受污染的土壤不适合种植芸苔属作物。

迄今为止，只有两个根肿病抗性基因被克隆，并且由于新进化的强毒铅分离株，它们的抗性已经被破坏。

在这项研究中，新发现的抗性基因WTS赋予了对所有测试的Pb分离株的抗性，包括对现有抗性油菜籽品种有毒力的分离株。因此，WTS是一种广谱抗性基因，在培育作物根肿病抗性方面具有巨大潜力。

WTS在病原体不存在时不表达。然而，在Pb感染后，WTS仅在中柱中被强烈诱导，中柱是中柱周围根细胞的关键层。中柱是根部的圆柱形中央维管部分，包含关键组织，包括对养分和水分运输至关重要的木质部和韧皮部。

在易感植物中，Pb侵入并定殖在石碑上，阻碍养分和水的运输。WTS在中枢柱中的表达激活植物防御并防止Pb在石碑上定殖。WTS由此定义了一种防御机制，专门在正确的地点和正确的时间启动，以保证植物的正常生长发育。

此外，WTS编码一种新的蛋白质。cryo-EM的结构分析表明，WTS自组装成以前未知的具有中心孔的五聚体结构。

进一步的研究还表明，WTS蛋白复合物作为内质网定位的钙释放通道发挥作用，可增加细胞溶质钙离子，这是激活植物防御的关键次级信号。

研究人员发现的有趣的抗病机制代表了植物对土传病原体免疫的新范例。克隆的WTS基因为培育抗毁灭性疾病的芸苔属作物提供了新的希望，而这种疾病很难控制。