JIPB丨中国农业大学张永亮课题组发表植物NLR蛋白工程化改造评述文章

近年来，病毒引起的植物病害在全球范围内频发且传播迅速，已成为威胁农业生产和粮食安全的重要因素。传统化学防控措施主要面向真菌、细菌、卵菌和线虫等病原物。而针对病毒引发的植物病害，现有化学防控手段有限，且病毒的快速变异易导致抗性基因失效。核苷酸结合富亮氨酸重复受体 (Nucleotide-binding leucine-rich repeat receptor, NLR) 是细胞内免疫的核心蛋白，对其进行工程化改造以实现“定制识别”，已成为抗病育种研究的重要方向之一。

近日，中国农业大学张永亮课题组在JIPB发表了题为"From uncontrolled to controllable: A novel approach for nucleotide-binding, leucine-rich repeat bioengineering"的评述文章 (https://doi.org/10.1111/jipb.70046)。该文评述了《Nature》近期发表的一项创新策略——利用融合阻断肽使激活型NLR蛋白能够有效抵御马铃薯Y病毒科病毒。

图1 常见植物NLR工程化改造策略示意图

文章指出，aNLR策略把受体激活“上锁”并借病原蛋白酶“开锁”，在原理上有望外延到同样依赖或分泌蛋白酶的其他病原 (细菌、真菌、卵菌和线虫等)，并有望与CRISPR/Cas结合实现对作物内源NLR基因的精准“点突变+敲入”，从而创制抗病新品种。与此同时，仍需关注不同NLR对N端改造的兼容性、病原蛋白酶切割位点变异的潜在压力，以及在水稻、小麦和玉米等单子叶作物中应用的可行性及田间环境测试。总体而言，本评述简要总结了现有的植物NLR工程化改造策略，尤其凸显aNLR在实现“强抗性、低代价、易扩展”上的应用前景。

中国农业大学生物学院张永亮教授为该评述通讯作者。中国农业大学生物学院在读博士生李依为第一作者，美国加州大学戴维斯分校的Savithramma P.Dinesh-Kumar教授、中国农大在读博士生马晨皓、王馨晨和毕业生钟陈辰博士参与了撰写，该研究由国家自然科学基金资助完成。

Li, Y., Ma, C, H., Wang, X, C., Zhong, C, C., Dinesh-Kumar, S, P., Zhang, Y, L. (2025). From uncontrolled to controllable: A novel approach for nucleotide‐binding, leucine‐rich repeat bioengineering. J. Integr. Plant Biol.https://doi.org/10.1111/jipb.70046