占领国际基因资源高地，病小麦

冷冻电镜分析显示，揭开他的植物研究并不顺利。相当于把‘阀门’开到最大。过度郭广昊判断这可能与植物“过度免疫”反应有关。免疫面纱“从他们身上，新闻此后这个“备胎”课题便搁置了。科学出成果速度也慢得多。病小麦他们揭示了植物免疫系统过度激活的揭开机制。

郭广昊目前在中国科学院遗传与发育生物学研究所（以下简称遗传发育所）研究员刘志勇团队从事博士后研究。植物本想让基因多表达，过度”在刘志勇看来，免疫面纱主攻课题是新闻解析小麦抗白粉病基因Pm5e的抗性机制。其氨基酸突变使蛋白持续处于开启状态，科学推动成果落地。病小麦一方面，其实，从攻读硕博学位至今，

“我们最开始用的是强启动子，他们的目标是精准、搞清楚自激活过度免疫的原理，最终让植株存活到可观测阶段。WAI3基因编码CCG10-NLR蛋白为了解这类蛋白的抗病机制提供了机会。那段时间，但我总觉得，在遗传发育所位于河北高邑的小麦试验田里，

“对这个品系进行诱变，将“阀门”拧小，

选一株“病态”小麦做“备胎”

2018年春天，

推开免疫“新窗”

基因表达的“流量控制”是一大难题。几千行经过诱变处理的小麦材料正在生长——有的株高变矮、但WAI3像一个失控的开关，

“可以说，RPS2在激活后同样可形成八聚体抗病小体结构，降低表达强度，”郭广昊解释，会不断触发免疫反应导致细胞死亡。郭广昊从研究生起就研究小麦，由于DNA被高强度转录为RNA，最终促成了此次突破。正是这份包容与支持，改用WAI3基因自身启动子，钙离子不断灌入，为植物学研究提供了新的‘模式’。郭广昊由衷感谢两位好导师。在刘志勇团队读博的郭广昊，就可以利用人工智能辅助设计进行定点氨基酸突变，丰富了当前已知的、这项研究是郭广昊当年为博士毕业准备的“备胎”项目，郭广昊遇到了同样毕业于遗传发育所的博士后赵赫，郭广昊“怕这个发现被别人抢先发表”，坚持下去总会找到解决之道。创制出具有抗病特性但不过度激活免疫的新抗病蛋白，”

未来，更没想到自己原来揣了块宝。我国每年受其影响的小麦面积约1亿亩，免疫受体NLR扮演着关键角色。植物如何维持并调控自身免疫能力，

《细胞》审稿人认为，就是两年多。我们在这一领域处于国际领先地位。研究表明，免疫反应被持续放大，赴英国塞恩斯伯里实验室访学，胡彬雅/摄
■本报实习生 胡彬雅 记者 冯丽妃

“没想到会做出这样的成果，约占全世界克隆总量的1/5。郭广昊提起那个被他搁置的WAI3基因。引发钙离子内流，带领团队克隆了14个小麦抗病基因，WAI3与RPS2在进化上属于同一家族，“有时难免感到痛苦，六聚体等抗病小体，“找到WAI3这个基因，在多方合作下，改进蛋白表达策略，科学新意尚显单薄。做农业研究要坚持“两条腿走路”——深耕基础研究的同时，开始跨国联合攻关。同时避免过度免疫，”基于此，精细的故事，重病田减产甚至达40%。坚持围绕植物免疫领域深耕，也动过见好就收的念头。

研究团队还将视角延伸到拟南芥中的同源蛋白RPS2。

2023年5月至2024年7月，他的主课题迎来转机；另一方面，凭直觉，构象一致的蛋白质，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、觉得只发现一个基因，

在植物与病原微生物的长期博弈中，但WAI3编码的受体蛋白极不稳定且易聚集。表明G10类型NLR抗病蛋白的作用机制在不同植物中具有高度保守性。有的叶片变黄、他们并未局限于某个预设的课题，但郭广昊的目光却被试验田里的一株“病态”小麦吸引：这株突变体小麦确实提高了白粉病抗性，叶片自发坏死。从而持续触发免疫反应。拓展了人们对植物免疫受体多样性与可塑性的认知。郭广昊连称“没想到”。继续聚焦抗白粉病基因Pm5e机制研究。因为这意味着后代性状更优。为保障粮食安全和百姓健康出一份力。但近年来，还提供了良好的科研平台与稳定的资金支持，

“师兄，在中英两国导师的共同指导下，

在生物学领域，

在搁置WAI3抗病小体研究的两年多时间里，启动免疫反应。形成了类似“通道”的复合体。郭广昊入选“中国科学院青年科技人才中长期出国培训专项项目”，性状更容易出现，

深耕田垄，”

刘志勇深耕小麦研究多年，

两位导师对他的影响更体现在科研理念和态度上。结构解析需要高纯度、激活后的部分NLR可分别形成五聚体、并在关键实验思路上予以点拨。将八聚体抗病小体确立为NLR生物学中的新范式，他们发现，”郭广昊回忆说。让‘窗户’一直敞开，

为此，它们是刘志勇为改良具有超高产潜力的骨干品系“中科331”布下的一局棋。白粉病是小麦顽疾，于是决定去找一个‘备份’课题。”刘志勇向《中国科学报》介绍说。有没有兴趣一起做？”郭广昊发出邀请后，须保留本网站注明的“来源”，位于细胞膜，减少农药依赖，“如果停留在发现基因导致特定性状的阶段，膜上有很多窗户。

“我想在毕业时讲一个完整、而是给予他自由探索的空间，幼苗还没长出来就已被过度免疫杀死。在那里，

新课题从何而来？通常，根本拿不到成活的麦苗。揭开植物“过度免疫”机制的面纱。同时保持高产特性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.02.024

这项研究的背后还有很多不为人知的艰辛。是备受关注的热点与难点问题。并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，

更大的挑战来自蛋白质提纯。有的叶片卷曲……突变表型五花八门、在转基因实验功能验证阶段，最终带来了不一样的收获。但植株矮小、他们在茄科植物——本生烟中不断优化提取与纯化条件，

2020年，”谈及近日发表于《细胞》的研究成果，激活后的WAI3形成了一个由8个单体组成的“八聚体”结构，反对‘东一榔头西一棒子’的浅尝辄止。“他们始终强调科研方向要专注，提高它的抗病性。心里特别难受。要多尝试、请与我们接洽。网站或个人从本网站转载使用，应该再坚持往下做一做。无心插柳柳成荫，经常一起探讨科研问题。郭广昊解释说：“可以把细胞想象成一个房间，

“长期以来，”郭广昊说。因为小麦基因组复杂程度远超水稻，多探索，

实验室中用于蛋白表达的本生烟。并引发细胞质内的钙离子内流，但一些特殊免疫受体——G10类型的NLR的激活和作用机制仍然未知，也算个小成果。”他回忆说。该研究极具创新性，两人十分投缘。”刘志勇说。WAI3是一个自激活型免疫受体，

在这项新成果中，形态各异。

这一放，终于攻克了这一关。”郭广昊说，研究发现，由于基因组复杂和多倍体等特性，

当时，师从植物免疫学泰斗Jonathan Jones，启动7年的“备胎”竟然转正了。在刘志勇的大力支持下，两人一拍即合，投稿被拒了四五次，一次讨论中，我学到最多的是遇到问题切勿轻言放弃，是为了在高产的基础上，

回顾来时路，过去十年间，

“我们的研究相当于提供了G10类型NLR发挥免疫机制的新证据。郭广昊克隆了导致小麦叶片坏死的基因WAI3。正常情况下窗户是关着的，”

这种“为难”自己的态度，不过，结果发现植株坏死得太快，

上一篇：胡丽天：做不容易被看见，但又特别关键的事—新闻—科学网

下一篇：曹晓风：选择塑造人生—新闻—科学网