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由阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）副教授Brande Wulff领导的来自五大洲的科学家团队报告了一个以前未知的分子事件，该事件引发了对一种主要小麦疾病的免疫反应。这些发现为培育对感染具有更强免疫力的小麦提供了策略。
由阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）副教授Brande Wulff领导的五大洲科学家团队在《科学》杂志上发表的一项新研究报告了一个以前未知的分子事件，该事件引发了对一种主要小麦疾病的免疫反应。这些发现为培育对感染具有更强免疫力的小麦提供了策略。
小麦是数十亿人的主要粮食和动物饲料的主要来源之一，是世界上最重要的粮食商品之一。这就是为什么小麦大流行可能比人类大流行更具破坏性的原因。
“气候变化正在导致疾病出现在以前看不见的地方。我们需要更多的植物免疫研究来开发保护有价值粮食作物的技术，”Wulff说。
和动物一样，植物也有免疫系统，但非常不同。脊椎动物，包括人类，依靠血细胞来获得免疫力。这些细胞释放出特定类型的蛋白质，与病原体结合并杀死病原体。由于缺乏循环系统，植物进化出了一种不同的免疫方式，但同样有效。挑战在于了解导致植物死亡并因此在入侵病原体中存活的特定分子反应。
这项研究表明，植物细胞内发生的第一个分子事件是对茎锈病的反应。茎锈病是一种真菌，因受感染的植物茎和叶上出现棕色脓疱而得名。茎锈病有时被称为“小麦脊髓灰质炎”，历史上，茎锈病一直是许多饥荒的原因。虽然耕作方式已经生产出了具有抗性的小麦，但茎锈病的意外传播可能会毁掉收成。
当茎锈病与一种被称为“串联激酶”的特定蛋白质相互作用时，免疫反应就开始了。激酶是在人体免疫学中起作用的普遍分子，也有助于葡萄糖的摄取、血管的形成、神经发育等。串联激酶之所以得名，是因为它们在物理上连接在一起。它们也因其在植物免疫中的作用而闻名。
虽然它们在茎锈病免疫中的重要性并不令人惊讶，但研究表明，串联激酶进行的初始分子反应可以实现免疫反应。这种反应最终会杀死细胞，拒绝病原体寄生提取的营养物质。因此，病原体不能增殖和感染更多的细胞，而是与它的病态宿主一起死亡。
在没有病原体的情况下，Wulff和他的同事发现串联激酶相互结合，几乎就像戴着手铐一样，使它们保持不活跃。然而，当病原体与其中一种激酶结合时，它有效地解开了袖口，释放了另一种激酶，开启了免疫反应。这一机制以前从未被观察到过，它为培育对威胁疾病具有更强抵抗力的小麦提供了新思路。
由于谷物和其他病原体的免疫机制的进化保守性，该研究为加强谷物作物对许多疾病的抗性提供了一个框架。
“大多数国家认为小麦对其粮食政策和粮食安全至关重要。我们对小麦对病原体的反应了解得越多，我们就越能可持续地确保世界上不断增长的人口的粮食供应，”Wulff说。
小麦易于种植、储存和加工，加上其营养价值，使其成为世界上产量和交易量最大的作物。在过去的十年里，每年种植的棉花超过7.5亿吨。相比之下，另一种主要粮食大米在同一时期的产量刚刚超过5亿吨。
伍尔夫还是可持续粮食安全卓越中心的联合主席。该中心正在开展科学研究，以加强可持续粮食生产，特别是在干旱环境中。
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