12月16日，國際頂尖學術期刊《自然》（Nature）線上發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心何祖華研究團隊完成的題為 “NLRs guard metabolism to coordinate pattern- and effector-triggered immunity（NLR免疫受體保護植物防衛代謝並協同免疫反應）”的研究論文，揭示了一條全新的植物免疫代謝調控網路，水稻廣譜抗病NLR免疫受體蛋白透過保護初級防衛代謝通路免受病原菌攻擊，協同整合植物基礎抗病性（PTI）和專化性抗性（ETI）兩層免疫系統，賦予水稻廣譜抗病性的新機制。

稻瘟病作為水稻的“癌症”會造成水稻的減產甚至絕產，是水稻生產中最嚴重的病害之一。據統計，全球範圍內每年因稻瘟病造成的損失高達水稻總產量的10%。而目前利用化學農藥對田間病害進行防治的方法，已經造成了嚴重的環境汙染和食品安全問題。

因此，挖掘和培育新的廣譜持久抗病品種是控制稻瘟病最為經濟、安全和有效的方法，也是實現綠色生態農業的重要保障。

何祖華研究團隊綜合運用田間及遺傳、分子生物學和生物化學等實驗技術平臺，鑑定到一個新的水稻免疫調控蛋白PICI1。進一步揭示了一條全新的植物防衛代謝通路—PICI1透過增強蛋氨酸合酶的蛋白穩定性，強化蛋氨酸合成，促進抗病激素乙烯的生物合成，從而調控水稻的基礎抗病性（PTI）。

有意思的是，病原菌透過分泌毒性蛋白直接降解PICI1，抑制水稻的基礎抗病性，使之有利於病原菌的入侵。

研究發現，水稻進化產生的廣譜抗病NLR受體可以透過抑制病原菌毒性蛋白與PICI1的互作，保護並加強PICI1的功能，進而啟用更多的防衛化學物質（蛋氨酸—乙烯）的合成，以獲得廣譜抗病性。

這是一個典型的植物—病原菌“軍備競賽”的研究範例，而防衛代謝 “PICI1—蛋氨酸—乙烯”通路作為植物和病原菌爭奪的重要“化學裝備”，對於植物獲得廣譜抗病的“全面勝利”起著至關重要的作用。

此外，研究團隊透過對3000份水稻品種的基因組資料進行分析，挖掘到PICI1優異的田間抗病變異位點，為水稻抗病育種提供了新的思路和靶點。

近年來，隨著全球氣候的變化，農作物病害爆發頻繁。為了獲取糧食的高產穩產，農業生產中施加大量農藥，嚴重影響生態環境和食品安全，是我國農業生產中亟待解決的重大問題之一。透過加強水稻“PICI1—蛋氨酸—乙烯”化學防衛代謝網路，有望達到水稻廣譜持久抗稻瘟病的目的，並降低農藥的施用，為農業生產的可持續發展提供新的策略。