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太多的好事:高氮水平如何损害植物免疫力

本站发布时间:2025-03-15 03:26:57

即使对于植物来说,也可能有太多的好事。当氮水平过高时,例如由于过度施肥,植物更容易患上某些疾病。然而,确切的原因尚未完全清楚

慕尼黑工业大学(TUM)的一组研究人员现在已经迈出了回答这个问题的第一步。他们发现了一种小蛋白质(肽),使植物对某些细菌具有抗性。然而,当氮供应充足时,其效果是有限的。这项研究发表在《自然通讯》杂志上

TUM植物病理学教授Ralph Hückelhoven解释说:“植物和人类的免疫系统比人们最初想象的要相似得多。在植物中,激素样肽参与免疫反应,营养和健康之间也存在复杂的相互作用。”

由Martin Stegmann领导的一个工作组与其他研究人员一起确定了这种关系的一个连接点:C末端编码的肽(CEP)。这些是植物肽激素,被称为植物细胞因子,从胁迫反应到根系形成,它们作为信使物质具有各种功能。这项研究现在表明,它们也在植物的免疫防御中发挥作用

研究人员证明,如果植物产生的这些肽激素较少,或者细胞表面的传感器缺失,它们更容易受到细菌感染。研究还表明,植物在受到细菌攻击时会产生更多的肽激素。

为此,研究人员将受试植物暴露于假单胞菌属的致病菌中。这表明肽激素与植物对细菌病原体的抗性密切相关

抗菌性是氮依赖性的

氮是一种重要的肥料。然而,高氮浓度会影响所研究的肽激素的信号通路。研究表明,当植物暴露在高氮浓度下时,肽激素介导的细菌抗性会降低,使植物更容易受到疾病的影响

“这些结果为进一步研究植物营养状况和免疫防御之间这种联系背后的原因和机制提供了起点,”Hückelhoven解释道

这项研究也可能对农业实践产生影响。在这里,由于氮水平过高,对某些疾病的易感性更高,可能会限制作物的健康。Hückelhoven解释说:“根据我们新获得的知识,即使适度施氮,未来也有可能培育出特别抗病的作物。”

More information: Jakub Rzemieniewski et al, CEP signaling coordinates plant immunity with nitrogen status, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-55194-x

Journal information: Nature Communications

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