近年来, 植物抗病免疫研究方面取得了突破性进展, 包括病原识别, 免疫信号转导, 植物-病原-介体-环境互作等。这些研究不仅增强了我们对植物抗病免疫的理解, 还为分子育种和分子遗传学奠定了坚实的基础。近日, 国内多家单位相继在植物免疫机制的研究中取得了新的、令人振奋的突破性进展, 从植物应对病原的识别机制, 次级代谢产物参与植物抗病反应过程, 禾本科作物的抗病模块和基于人工智能的创新防治黄龙病等不同层面对植物免疫反应的分子机制进行了深入解析。随着CRISPR/Cas9基因编辑技术和人工智能的快速发展, 这些研究成果有助于快速创造出具有抗病特性的新种质, 从而加速抗病作物新品种的培育过程, 对抗病生物育种和国家粮食安全具有重要的意义。

病原体的侵染严重威胁了植物正常的生长发育，是造成作物减产的主要因素之一。植物免疫系统在植物抵抗病原体侵染中发挥核心作用。自从2006年提出植物免疫系统主要由模式触发的免疫(PTI)和效应子触发的免疫(ETI)两层防御体系组成以来，大量的研究工作聚焦于解析PTI和ETI中的关键受体/共受体、PTI和ETI信号通路的组分及其作用机制、植物免疫激素水杨酸和茉莉素的合成和信号转导，逐步形成了以病原体识别、活性氧爆发、Ca2+内流、MAPK级联信号转导以及下游防御基因的诱导表达为核心的复杂免疫调控网络。近几年的研究表明，植物免疫相关基因的表达不仅受到转录调控，其mRNA的稳定性、翻译效率和翻译产物也受到多种转录后调控机制的影响，包括可变剪接、m6A修饰、小RNA、uORF和R-motif。本综述概述了植物免疫系统的组成和主要的调控通路及其组分，详述了转录后调控对植物免疫的影响以及病原体对相关调控作用的干扰机制，梳理了转录后调控作用元件在作物中的应用，为保障粮食安全、提高作物的抗病性和分子育种的元件筛选方面提供了参考。

系统获得性抗性(SAR)是植物重要防御机制，可显著增强植株对病原微生物的抗性，且具系统性、持久性和广谱性特征，其转录调控为抗性激活核心环节。本文从SA、Pip/NHP 的合成，NPR1、NPR3/NPR4 受体和Pip/NHP 移动信号等的转录调控，以及 TGA、WRKY 转录因子家族调控等方面综述了SAR的转录调控研究进展，为深入理解植物免疫调控网络、系统探究植物在复杂环境中平衡生长与防御的机制提供参考。

水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一, 其产量影响全球粮食安全。然而, 水稻的各种病害对粮食安全构成极大威胁。其中, 稻瘟病、白叶枯病和纹枯病是影响全球水稻生产的3种主要病害, 因此培育具有广谱抗病性的水稻品种迫在眉睫。近年来, 水稻抗病调控机制研究取得了突破性进展。该文从水稻自身免疫反应、抗性基因作用机制等方面综述了水稻抗病调控机制, 提出今后需解决的问题, 以期为水稻广谱抗病育种提供参考。

SUMO化修饰是植物中重要的翻译后修饰, 通过介导底物蛋白的功能、免疫信号的激活与转导以及激素信号网络, 在植物免疫调控中发挥着关键作用。该文从SUMO化修饰系统的酶联反应机制、SUMO化修饰参与植物免疫调控以及病原体效应蛋白对SUMO化系统的干扰等方面, 系统综述了SUMO化修饰在植物与病原互作中的作用最新研究进展。该综述旨在解析SUMO化介导的植物免疫调控网络, 为开发基于SUMO修饰的作物抗病新策略提供参考。

摘要：由于人工驯化与现代育种操作，普通小麦(Triticum aestivum L.)的遗传多样性日渐狭窄，更容易受到病虫害威胁。通过远缘杂交将野生近缘种的抗病基因导入小麦，有助于拓宽小麦的遗传基础，为培育抗病品种提供新抗源。十倍体长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum (Podp.) Barkworth and D. R. Dewey)是小麦遗传改良中应用最为广泛的近缘物种之一，对小麦锈病等多种病害表现出良好抗性。利用远缘杂交和染色体工程，我们创制了一份小麦-长穗偃麦草种质材料WTS135，对叶锈菌(Puccinia triticina Eriks.)生理小种THTT表现免疫。系谱分析表明其叶锈病抗性来源于长穗偃麦草外源染色体。顺序基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization，GISH)-荧光原位杂交分析显示，一对十倍体长穗偃麦草染色体替换了小麦7D染色体。液相芯片分析表明外源染色体属于第七部分同源群，其近着丝粒区的信号密度及丰度明显较低，与GISH分析结果互相佐证，因此推测WTS135是一个7St(7D)的二体异代换系。通过分子标记检测，WTS135携带的抗病基因与已知的长穗偃麦草第七部分同源群抗叶锈病基因Lr19和Lr29不同，推测为一个抗叶锈病新基因。借助Specific-locus amplified fragment sequencing技术，开发了10个长穗偃麦草特异引物，可用于快速追踪WTS135中的外源染色质。表型调查显示，WTS135的产量与轮回亲本济麦22无显著性差异，可直接用于小麦的抗病育种。

由大丽轮枝菌引起的黄萎病是棉花生产中最主要的威胁之一, 其可导致棉花大幅减产和纤维品质严重下降。课题组前期对接种大丽轮枝菌的拟南芥进行转录组分析, 其中DIR1类蛋白基因AT3G53980.2受病原菌强烈诱导表达。本研究发现, 棉花脂质转移蛋白基因GhDIR1 (Gh_A09G180700.1)与其表现出高度的同源性。生物信息学分析表明GhDIR1开放阅读框(open reading frame, ORF)为351 bp, 编码116个氨基酸。亚细胞定位结果证明, GhDIR1定位于细胞膜上。分析GhDIR1在大丽轮枝菌V991侵染后的表达模式, 发现其能快速响应大丽轮枝菌侵染。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术下调该基因表达后, 棉花对黄萎病菌抗性显著降低。分析野生型和GhDIR1沉默植株转录组测序结果, 发现差异表达基因主要在“类黄酮生物合成”“倍半萜和三萜生物合成”和“α-亚麻酸代谢”三个途径富集, 同时荧光定量结果表明三个途径中的六个关键基因GhCHS、GhDFR、GhCAD、GhSEQ、GhLOX和GhAOC在GhDIR1沉默植株中均下调表达, 与转录组数据一致; 推测GhDIR1可能通过介导类黄酮和萜类化合物合成途径, 并调节茉莉酸(jasmonic acid, JA)等植物激素的次级代谢, 来激活相关信号通路以影响植株抗病性。综上, GhDIR1作为棉花抗黄萎病的正向调控因子, 通过参与多种激素和抗病信号网络调控植物免疫防御反应。

水稻白叶枯病是危害全球水稻生产的三大主要病害之一, 严重影响水稻的产量和品质。抗性基因的挖掘与利用是防治白叶枯病最有效途径之一。为挖掘水稻白叶枯病抗性相关的数量性状位点(quantitative trait locus, QTL), 该研究以籼稻华占、粳稻热研2号及其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)群体为实验材料, 在水稻分蘖盛期接种4种不同的白叶枯病致病小种并评价抗性表型。基于前期构建的高密度遗传图谱进行QTL定位, 共检测到19个QTLs, 其中最大LOD (limit of detection)值为5.49。对检测到的QTL区间内候选基因进行筛选, 并利用qRT-PCR进行基因表达量分析, 发现LOC_Os02g13270、LOC_Os02g13410、LOC_Os02g13420、LOC_Os02g13430和LOC_Os01g12130在双亲间的表达量差异显著, 且在接种白叶枯病菌后受诱导表达, 推测其为调控白叶枯病抗性的重点候选基因。研究结果为白叶枯病抗性相关基因的精细定位和克隆奠定了基础, 对培育广谱抗病性水稻品种有重要意义。

植物细胞壁由纤维素、半纤维素、果胶和木质素等成分构成, 是一个动态变化的网络结构, 不仅在植物抵御外界压力和适应环境变化过程中起着关键防线作用, 还在信号传递过程中起着信息枢纽作用。当细胞壁受损后, 细胞会感知细胞壁变化并做出早期免疫响应, 如激素变化、壁成分与修饰改变和抗病次生代谢产物的生成等。尽管细胞壁在植物免疫中的重要性已得到广泛认可, 但细胞壁损伤引发免疫反应的具体分子机制仍然知之甚少。原位非标记成像技术在植物细胞中的应用逐渐增多, 成为研究细胞壁结构与功能的重要手段。本文介绍了植物细胞壁与免疫反应之间的相互作用机制, 为深入理解植物生命活动和提高作物病害抵抗能力提供科学依据, 并对细胞壁原位非标记成像技术进行阐述, 为推进细胞壁在免疫反应中的研究提供更多的技术选择。

植物激素水杨酸(salicylic acid, SA)促进植物的抗病性，但会抑制植物的生长。植物通过动态调控SA的含量以平衡抗病与生长。高效液相色谱-荧光检测器技术是检测SA最常用的方法。本研究优化了流动相的成分、离子浓度、pH值，以及检测波长、检测程序。优化后的流动相为10%乙腈、100 mmol·L-1乙酸钠、pH5.2。优化后的激发光波长为300 nm，发射光波长为405 nm。优化后的检测程序为进样后3.5分钟开始清洗色谱柱，清洗时间为3.5分钟，平衡时间为3分钟，总时间为10分钟。这些优化大大提高了检测SA的灵敏性、稳定性和高效性。