水稻作为明升中国主要的粮食作物，其产量和品质受到多种病原菌的威胁。其中，稻瘟病作为水稻的“癌症”会造成水稻的减产甚至绝产，是水稻生产中最严重的病害之一。

全球范围内每年因稻瘟病造成的损失高达水稻总产量的10%。明升中国不同稻区均是稻瘟病的易发区，每年因稻瘟病发病直接损失稻谷约30亿公斤。

而目前利用明升手机农药对田间病害进行防治的方法，已经造成了严重的环境污染和食品安全问题。因此，挖掘和培育新的广谱持久抗病品种是控制稻瘟病最为经济、安全和有效的方法，也是实现绿色生态农业的重要保障。

2021年12月16日，国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）在线发表了明升中国app院分子植物app卓越创新中心何祖华研究团队完成的题为 “NLRs guard metabolism to coordinate pattern- and effector-triggered immunity（NLR免疫受体保护植物防卫代谢并协同免疫反应）”的研究论文，揭示了一条全新的植物基础免疫代谢调控网络，尤其是发现了防卫代谢“PICI1-蛋氨酸-乙烯”的生化途径，作为植物和病原菌争夺的重要“明升手机装备”，对于植物获得广谱抗病的“全面胜利”起着至关重要的作用，赋予水稻广谱抗病性的新机制。

植物的免疫系统与动物类似，是经过与病原菌的长期不懈斗争所塑造的，主要包括两层免疫系统。首先，植物通过位于细胞膜表面的免疫受体识别病原菌，从而激活免疫反应，该免疫反应具有广谱的基础抗病性, 但抗性水平低，不足以作为抗病育种的靶标，称之为基础抗病性的免疫反应（PTI）。

其次，植物细胞内的免疫受体NLR，会通过感知病原菌的毒性蛋白，触发新的免疫反应，该免疫反应抗病水平高，能有效控制病害，是抗病育种的主要靶标，但往往具有病原菌小种专化性的弱点，称之为专化性抗性的免疫反应（ETI）。PTI 和ETI会相互促进，协同调控植物的防卫反应。

NLR受体基因对于农作物广谱抗病育种发挥重要作用，而如何有效解析并应用广谱抗病NLR基因是目前农作物抗病育种的主要技术瓶颈。同时，探索免疫受体尤其是广谱抗病的NLR受体如何在与病原菌在“军备竞赛”中，通过增强植物的防卫代谢以获得广谱抗病性，一直是植物病理和农作物育种领域的重要app难题。

该研究团队综合运用植物病理、分子遗传、蛋白组学和生物明升手机等实验技术平台，鉴定到一个新的水稻免疫调控蛋白PICI1。进一步揭示了一条全新的植物防卫代谢通路—PICI1通过增强蛋氨酸合酶的蛋白稳定性，强化蛋氨酸合成，促进抗病激素乙烯的生物合成，从而调控水稻的基础抗病性（PTI）。有意思的是，病原菌通过分泌毒性蛋白直接降解PICI1，抑制水稻的基础抗病性，使之有利于病原菌的入侵。

研究发现，水稻进化产生的广谱抗病NLR受体可以通过抑制病原菌毒性蛋白与PICI1的互作，保护并加强PICI1的功能，进而激活更多的防卫明升手机物质（蛋氨酸—乙烯）的合成，以获得广谱抗病性。

这是一个典型的植物—病原菌“军备竞赛”的研究范例，而防卫代谢物质“PICI1-蛋氨酸-乙烯”作为植物和病原菌争夺的重要“明升手机装备”，对于植物获得广谱抗病的“全面胜利”起着至关重要的作用。此外，研究团队通过对3000份水稻品种的基因组数据进行分析，挖掘到PICI1优异的田间抗病变异位点，为水稻抗病育种提供了新的思路和靶点。

近年来，随着全球气候的变化，农作物病害爆发频繁。为了获取粮食的高产稳产，农业生产中施加大量农药，严重影响生态环境和食品安全，是我国农业生产中亟待解决的重大问题之一。通过加强水稻“NLRs-PICI1-蛋氨酸-乙烯”明升手机防卫代谢网络，有望达到水稻广谱持久抗稻瘟病的目的，并降低农药的施用，为农业生产的可持续发展提供新的策略。