我国科研团队提出可编程植物合成免疫新理念

全球农业病害挑战与抗病育种困境

全球农业常年饱受植物病害侵扰，各类病毒、细菌、真菌、卵菌病原轮番侵袭作物，每年造成巨大经济损失。培育抗病品种，始终是绿色防控里最经济可持续的那条路。千百年来，人类抗病育种一直沿着“挖掘天然抗病基因”的老路前行。

我国团队提出可编程植物合成免疫新理念

但这次不一样了。我国科研团队首次提出可编程植物合成免疫的全新科学理念，搭建起了一个能按需定制的人工合成植物免疫受体设计平台。这相当于把作物抗病育种从“利用自然”推向了“定向创制”阶段，为新发、变异作物病害筑牢了粮食安全的科技屏障。相关成果7月24日在线发表于国际学术期刊《科学》。

核心难点：天然免疫受体改造与病原快速变异

先说说这背后的核心难点在哪里。论文通讯作者、中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞解释得很清楚：植物天然免疫受体主要是一类核苷酸结合富亮氨酸重复蛋白，靠庞大重复的富亮氨酸重复结构域来识别病原，改造难度极大。更棘手的是，致病微生物持续快速变异，作物好不容易获得的抗性短短几年就会失效。而发现一个全新的天然抗病基因，周期漫长、效率低下。长久以来，“针对任意病原精准设计专属抗病受体”一直是植物免疫领域悬而未决的难题。

突破思路：人工智能与整合诱饵结构域结合

那么，怎么才能打破这个瓶颈？突破源自对植物免疫蛋白识别机制的深刻洞察。高彩霞团队瞄准了一类结构独特的非典型免疫受体——这类受体依靠小巧、模块化的整合诱饵结构域识别病原蛋白，彻底摆脱了传统富亮氨酸重复结构域改造的先天限制。

结合近年来人工智能蛋白质设计技术的跨越式发展，团队大胆提出一个新思路：用人工智能从头设计出能高亲和力结合靶向病原蛋白的蛋白，然后替换掉天然的整合诱饵结构域，人工构建出全新的合成免疫受体。与传统育种模式形成鲜明对比，这套人工合成免疫受体技术平台实现了“按需创造抗病基因”的转变。

专家评价：里程碑式突破，为全球粮食安全提供中国方案

期刊审稿专家给出的评价是：这一成果是植物免疫工程领域的里程碑式突破，为培育持久、广谱的作物抗病能力开辟了一条通用技术路径。“人工智能与蛋白质工程、植物定向进化技术深度融合，让我们拥有了自主设计植物免疫系统的能力。”高彩霞表示，可编程植物合成免疫理念打通了人工创制作物抗病能力的完整技术链条。未来，针对新发、突变的致病微生物，可以快速开发专属免疫受体，为全球粮食安全提供一份原创的中国方案。