Nature“连击”，武大130年来首次！湖北首次！
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精准制造，挑战不可能
付磊教授团队
Nature（《自然》）以长文（Article）形式发表了武汉大学化学与分子科学学院、高等研究院付磊教授团队关于液态金属的最新研究成果。论文题目为“Liquid metal for high-entropy alloy nanoparticles synthesis”（《液态金属用于高熵合金纳米颗粒的合成》）。
▲液态金属高熵合金原子制造示意图
▲付磊教授科研团队
新机制新策略，培育“中国种”
何光存教授课题组
武汉大学生命科学学院杂交水稻全国重点实验室何光存教授课题组在国际顶级期刊Nature《自然》发表长文（article），揭示了水稻抗褐飞虱分子机制。
论文题为“A tripartite rheostat controls self-regulated host plant resistance to insects”（《三蛋白互作自我调节寄主植物抗虫性》）。本研究首次鉴定了一个被植物免疫受体蛋白识别的昆虫效应子BISP，并揭示了BISP-BPH14-OsNBR1互作精细调控水稻抗虫反应的分子机制，对于培育高产、抗虫水稻品种具有重要意义。
该项研究得到了多项基金的资助。武汉大学生命科学学院博士后郭建平、博士生王卉颖和关伟为共同第一作者，何光存为通讯作者。华中农业大学张启发院士、武汉大学朱玉贤院士、美国加州大学河边分校Walling教授及课题组成员参加了该项研究。
何光存课题组筛选获得了褐飞虱唾液蛋白BISP（BPH14-Interacting Salivary Protein），第一次揭开了害虫取食与植物反取食的分子机制。
研究发现，BISP在褐飞虱唾液腺中高表达，褐飞虱取食时随唾液分泌进入水稻细胞。在感褐飞虱水稻中，BISP靶向水稻细胞质激酶OsRLCK185，干扰其激酶活性，抑制水稻的基础防御反应，使植株更易于褐飞虱取食。
课题组前期克隆了抗褐飞虱基因Bph14。该基因编码的NLR受体BPH14，赋予水稻对褐飞虱的高抗性。在含有Bph14基因的抗虫水稻（Bph14水稻）中，BISP进入细胞后立即与BPH14发生特异性结合而被识别，激发强烈的抗虫反应，使褐飞虱取食下降、生长受阻、死亡率上升，从而阻止了褐飞虱的侵害。
▲BISP调控水稻免疫反应工作模式图
进一步研究发现，当水稻细胞中同时表达BPH14和BISP时，BPH14能促进BISP与选择性自噬受体OsNBR1互作，而OsNBR1则与ATG8结合介导了BISP的自噬降解，从而将BISP蛋白量和植物抗性控制在一定的水平。
▲何光存教授课题组
BPH14在识别BISP激发抗虫反应、三蛋白互作调控自噬清除BISP的过程中具有至关重要的作用。害虫取食时，抗虫水稻产生的抗性作用使害虫停止取食后，BPH14-BISP-NBR1三蛋白互作系统能快速清除水稻细胞内存留的BISP，终止抗性反应，使细胞尽快恢复生长。Bph14水稻细胞内的BISP水平在6h内显著降低，36h被完全降解，抗虫反应随之减弱直至终止。而在OsNBR1敲除植株（Bph14-Osnbr1）中，BISP蛋白留存量及抗性反应则长时间维持在一个高水平。
BPH14通过自噬降解BISP，有效控制水稻细胞中的BISP及抗性水平，保持抗虫性与生长发育之间的平衡。这一新机制的发现是植物抗虫领域的重大进展。
何光存教授团队首次阐明BISP-BPH14-OsNBR1三蛋白互作调控植物抗虫反应分子机制，提出了在不降低产量的前提下实现抗虫育种的新策略，对水稻抗虫高产育种具有重要意义。
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06197-z
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感谢武汉大学化学与分子科学学院
生命科学学院杂交水稻国家重点实验室
内容来源：付磊教授课题组 何光存教授课题组
封面图：王硕蒙
新闻制图：舒佩
编辑：关彤 易璟煜
责编：关彤审核：邢知博
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