苔藓、苔类、蕨类和藻类可能为保护作物免受疾病威胁的全球挑战提供一个令人兴奋的新研究前沿
与开花的近亲（包括主要作物）相比，这些不开花的植物通常被认为是不成熟的
然而，John Innes中心进行的新研究发现，非开花苔藓植物，特别是苔藓，含有复杂的免疫受体库 “非维管和非开花苔藓植物通常被认为是开花植物的简单前身，但我们发现苔藓尤其具有一组扩展的免疫受体，这可能是植物中最复杂的，”John Innes中心的组长、该研究的作者Phil Carella博士说生物技术技术表明，保护植物免受病原体侵害的NLR免疫受体结构域可以在开花和非开花植物之间转移
Carella博士补充道：“这项研究令人兴奋的部分是，在苔藓等非开花植物中发现的多种免疫力是可转移的，因此它们为我们提供了新的抗病基因来源。”这一发现为主要作物的工程免疫开展了令人兴奋的新可能性，这些作物正面临着气候变化加剧的新兴和快速进化的病原体日益增长的威胁。这项研究发表在《植物细胞》上
数百万年来，植物已经开发出富含亮氨酸重复序列（NLR）的免疫受体来检测病原体。开花植物的NLR是一个研究得很好的课题，但人们对非开花、非维管苔藓植物不同谱系受体的形式和功能知之甚少
苔藓植物在5亿多年前从开花植物中分化出来，对其免疫系统的了解有限。通过结合遗传和计算工具，该团队专注于编码植物免疫生化基础的NLR免疫受体的N端结构域
他们发现，不同植物谱系的免疫受体结构域之间存在显著的结构和功能相似性，尽管这些结构域的遗传序列变化很大
通过使用瞬时表达技术，他们将从非开花植物（如liverwort Marchantia polymorpha）中获得的免疫受体基因转移到开花植物Nicotiana bentamiana（一种矮秆烟草）中
不同的免疫受体结构域在开花植物中短暂表达时会激活强烈的免疫反应。反之亦然，因为研究人员发现，他们可以将免疫结构域从开花植物转移到非开花植物
这些领域可以跨植物谱系转移和发挥作用，这一事实是理解的突破，并为作物保护提供了实际应用
Carella博士解释说：“这意味着我们可以利用苔藓或苔类等非开花植物作为对抗作物病原体的新抗性基因的来源。我们证明，我们确实可以利用整个植物王国免疫受体的巨大进化多样性。因此，我们设计免疫的范围比我们最初想象的要大得多。”该团队还在探索苔藓植物中编码的进化新奇事物，作为基因发现的来源，可用于保护作物免受疾病侵害
未来的实验将寻求鉴定在不同植物中引发免疫的病原体分子
研究人员还将试图了解免疫受体的成分是如何结合在一起激活免疫反应的
Carella博士说，这项研究还提供了生物学见解，“人们通常认为开花植物是进化的巅峰。但我们的研究表明，非开花植物中的免疫受体生化可能很复杂，如果我们能将其转移到作物中，这可能会为免疫提供一个新的库。”