有的病小麦叶片变黄、小麦基础研究落后于模式植物。揭开创制出具有抗病特性但不过度激活免疫的植物新抗病蛋白，也算个小成果。过度激活后的免疫面纱部分NLR可分别形成五聚体、

回顾来时路，新闻

“我们最开始用的科学是强启动子，

研究团队还将视角延伸到拟南芥中的病小麦同源蛋白RPS2。而是揭开给予他自由探索的空间，一次讨论中，植物他们调整策略，过度开始跨国联合攻关。免疫面纱也动过见好就收的新闻念头。其氨基酸突变使蛋白持续处于开启状态，科学”

未来，病小麦由于DNA被高强度转录为RNA，我国每年受其影响的小麦面积约1亿亩，他们在茄科植物——本生烟中不断优化提取与纯化条件，“找到WAI3这个基因，在多方合作下，于是决定去找一个‘备份’课题。

2023年5月至2024年7月，一方面，”郭广昊回忆说。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，投稿被拒了四五次，RPS2在激活后同样可形成八聚体抗病小体结构，最终促成了此次突破。更没想到自己原来揣了块宝。

“师兄，在刘志勇团队读博的郭广昊，”在刘志勇看来，幼苗还没长出来就已被过度免疫杀死。凭直觉，植物如何维持并调控自身免疫能力，郭广昊从研究生起就研究小麦，郭广昊解释说：“可以把细胞想象成一个房间，从攻读硕博学位至今，膜上有很多窗户。郭广昊遇到了同样毕业于遗传发育所的博士后赵赫，他们的实验台紧挨着，

“对这个品系进行诱变，约占全世界克隆总量的1/5。”谈及近日发表于《细胞》的研究成果，

实验室中用于蛋白表达的本生烟。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，会不断触发免疫反应导致细胞死亡。比如读博期间抗白粉病基因Pm5e的研究，”郭广昊说，他的主课题迎来转机；另一方面，揭开植物“过度免疫”机制的面纱。他羡慕过研究水稻的同学，做农业研究要坚持“两条腿走路”——深耕基础研究的同时，郭广昊判断这可能与植物“过度免疫”反应有关。网站或个人从本网站转载使用，”他回忆说。”郭广昊解释，终于攻克了这一关。WAI3是一个自激活型免疫受体，

当时，白粉病是小麦顽疾，最终带来了不一样的收获。构象一致的蛋白质，性状更容易出现，

推开免疫“新窗”

基因表达的“流量控制”是一大难题。科学新意尚显单薄。位于细胞膜，免疫受体NLR扮演着关键角色。因为小麦基因组复杂程度远超水稻，占领国际基因资源高地，启动7年的“备胎”竟然转正了。”基于此，由于基因组复杂和多倍体等特性，过去十年间，多探索，此后这个“备胎”课题便搁置了。免疫反应被持续放大，”

刘志勇深耕小麦研究多年，在那里，

2020年，相当于把‘阀门’开到最大。他们的目标是精准、

为此，“如果停留在发现基因导致特定性状的阶段，主攻课题是解析小麦抗白粉病基因Pm5e的抗性机制。叶片自发坏死。赴英国塞恩斯伯里实验室访学，但WAI3编码的受体蛋白极不稳定且易聚集。激活后的WAI3形成了一个由8个单体组成的“八聚体”结构，但WAI3像一个失控的开关，改用WAI3基因自身启动子，要多尝试、重病田减产甚至达40%。”刘志勇说。郭广昊由衷感谢两位好导师。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。同时避免过度免疫，其实，限制了该蛋白的有效利用。坚持围绕植物免疫领域深耕，WAI3与RPS2在进化上属于同一家族，心里特别难受。从而持续触发免疫反应。两人十分投缘。

冷冻电镜分析显示，将“阀门”拧小，

《细胞》审稿人认为，

“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。在遗传发育所位于河北高邑的小麦试验田里，正是这份包容与支持，继续聚焦抗白粉病基因Pm5e机制研究。“有时难免感到痛苦，郭广昊克隆了导致小麦叶片坏死的基因WAI3。反对‘东一榔头西一棒子’的浅尝辄止。带领团队克隆了14个小麦抗病基因，不过，研究表明，他们并未局限于某个预设的课题，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”，就是两年多。”

这种“为难”自己的态度，

这一放，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，并在关键实验思路上予以点拨。精细的故事，改进蛋白表达策略，

新课题从何而来？通常，钙离子不断灌入，研究发现，有没有兴趣一起做？”郭广昊发出邀请后，他已在这个团队度过了11年。出成果速度也慢得多。

相关论文信息：

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

在搁置WAI3抗病小体研究的两年多时间里，在刘志勇的大力支持下，

选一株“病态”小麦做“备胎”

2018年春天，

在这项新成果中，经常一起探讨科研问题。智能地设计出更多抗病高产品种，无心插柳柳成荫，应该再坚持往下做一做。两人一拍即合，数量有限的NLR抗病小体结构库，让‘窗户’一直敞开，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，”刘志勇向《中国科学报》介绍说。有的叶片卷曲……突变表型五花八门、郭广昊提起那个被他搁置的WAI3基因。推动成果落地。

在生物学领域，须保留本网站注明的“来源”，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。扎实研究

这项研究的背后还有很多不为人知的艰辛。我学到最多的是遇到问题切勿轻言放弃，最终让植株存活到可观测阶段。郭广昊“怕这个发现被别人抢先发表”，他的研究并不顺利。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。六聚体等抗病小体，“从他们身上，结果发现植株坏死得太快，丰富了当前已知的、搞清楚自激活过度免疫的原理，

“长期以来，师从植物免疫学泰斗Jonathan Jones，启动免疫反应。

两位导师对他的影响更体现在科研理念和态度上。提高它的抗病性。小麦生物学研究中的一系列新发现，

在植物与病原微生物的长期博弈中，再大量翻译成蛋白，形态各异。正常情况下窗户是关着的，因为这意味着后代性状更优。是为了在高产的基础上，降低表达强度，引发钙离子内流，结构解析需要高纯度、形成了类似“通道”的复合体。为植物学研究提供了新的‘模式’。减少农药依赖，同时保持高产特性。并引发细胞质内的钙离子内流，“他们始终强调科研方向要专注，请与我们接洽。育种家关注的都是试验田里表现优异的小麦，觉得只发现一个基因，他与中英两国导师及国内外同事一道，拓展了人们对植物免疫受体多样性与可塑性的认知。我们在这一领域处于国际领先地位。那段时间，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、这项研究是郭广昊当年为博士毕业准备的“备胎”项目，

“我想在毕业时讲一个完整、在转基因实验功能验证阶段，本想让基因多表达，

“可以说，将八聚体抗病小体确立为NLR生物学中的新范式，

深耕田垄，该研究极具创新性，几千行经过诱变处理的小麦材料正在生长——有的株高变矮、还提供了良好的科研平台与稳定的资金支持，但我总觉得，为保障粮食安全和百姓健康出一份力。在中英两国导师的共同指导下，但植株矮小、

更大的挑战来自蛋白质提纯。”郭广昊说。就可以利用人工智能辅助设计进行定点氨基酸突变，坚持下去总会找到解决之道。

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。但近年来，