近日，美国《科学》杂志作为第三完整单位发表了佛山科技学院题为《植物“帮手”免疫受体是Ca2+-可渗透的非选择性阳离子通道》的在线研究论文。这是该校食品科学与工程学院特聘教授吴飞华博士发表的第二篇国际顶级期刊科研论文。

2020年2月19日，吴飞华教授为论文第一作者，佛教科学院为签约单位之一。他在《自然》杂志上发表了题为“过氧化氢传感器 HPCA1 是”的文章。拟南芥中的一种LRR受体激酶”研究论文。该论文研究过氧化氢（过氧化氢，H?O?）作为最重要的活性氧（ROS）成分，作为信号分子在单细胞中发挥着重要的生物学功能。对多细胞生物，吴飞华教授检测H2O2诱导植物细胞钙离子浓度升高，发现hpca1突变体明显低于野生型，进一步利用基因组重测序技术，成功获得HPCA1基因克隆，编码一种富含亮氨酸重复序列的受体蛋白激酶（LRR-RLKs），其功能此前未详细报道。研究发现受体激酶胞外HP域中的半胱氨酸残基可被eH氧化?O?并通过其胞内激酶结构域激活下游成分，从而打开质膜上的钙离子通道，揭示HPCA1的感觉工作机制。

细胞表面过氧化氢受体HPCA1的工作模式

该研究是植物环境感知和信号转导领域的突破性研究成果。同时，《自然》刊发了由英国伯明翰大学Christine Foyer教授撰写的题为《过氧化氢信号的意义》的评论文章。生理生态效应和分子机制具有重要的理论意义，在栽培和提高作物抗逆性方面也具有极其广阔的应用前景。

英国伯明翰大学 Christine Foyer 教授

2021 年 6 月 17 日，美国《科学》（Science）杂志在线发表了英国伯明翰大学的 Jeffery L. Dangl 院士的文章。北卡罗来纳大学教堂山分校等课题组合作研究结果发现，NRG1.1和ADR1作为抗病受体蛋白（NLRs），可以在植物质膜表面形成孔洞，发挥钙的作用离子通道。吴飞华教授在项目中负责细胞钙信号的测定和分析。

在植物中，NLR抗病蛋白是主要的免疫受体，可以感知病原体的效应蛋白并引发强大的防御反应。一类RPW8-NLR基因(RNLs)在免疫信号转导中起重要作用，被称为Helper-NLR基因，如拟南芥基因组中的NRG1.1和ADR1。以往的研究已经证实，几乎所有 TIR NLR 介导的植物免疫反应都需要辅助 NLRs (RNLs) 的参与，但 RNLs 蛋白发挥作用的具体机制尚不清楚。

在这项最新研究中，研究人员发现NRG1.1的N端结构域具有诱导程序性细胞死亡的功能。结构生物学研究证实其N端有4个螺旋管束的结构。此外，通过表达自激活形式的NRG1.1蛋白发现，该蛋白在激活后会形成多聚体并富集在细胞质膜表面，然后形成一个8nm左右的孔洞。自激活形式的NRG1.1和ADR1蛋白在动物或植物细胞中表达后可介导钙内流和程序性细胞死亡，钙离子内流和细胞死亡可被镧、钆等钙通道抑制。被代理禁止。电生理实验证实NRG1.1在活化后可在细胞质膜上独立形成非选择性阳离子通道，表现出钙、镁离子的渗透电流。研究表明，植物感受到病原体感染后，可以利用细胞内一些特殊的NLR受体蛋白，在质膜表面形成钙离子通道，从而激活细胞程序性死亡和免疫反应。说明植物可以通过多种方式激活细胞内钙信号转导，从而有效提高植物在复杂环境中的抗逆性。

NRG1.1、ADR1和ZAR1在植物细胞膜上形成的钙通道

吴飞华教授国际膜生物学与环境研究中心是关键佛学院高水平大学建设平台，由于敏教授领衔，多位世界顶尖植物膜生物学家加盟。研究团队长期从事植物膜生物学和环境基础与应用基础研究。 2019年获批广东省国际科技合作基地。佛科院相关负责人介绍，希望中心在技术创新、学科建设和人才培养等方面发挥引领作用，建设具有竞争力的国际化团队和高水平实验室；深化科教融合，推进学科教育改革，支持引领学校“动植物科学”、“农业科学”等学科；并获得具有自主知识产权的“农业关键技术”，最终服务于植物精准抗性的实际需求，为解决生物育种“卡脖子”问题贡献力量。

[记者]杜伟干

[通讯员]舒曼曼

[作者]杜伟干

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来源：南方+-创造更多价值