近日，浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室沈锦波教授团队在《自然-植物》在线发表题为《植物液泡分选受体协同调控液泡与自噬途径参与效应因子触发免疫》的研究论文。该研究揭示了植物液泡分选受体VSRs通过调控液泡水解酶精准投递与效应因子自噬清除的“双线作战”，有效抵抗病原细菌的侵染，为农林作物抗病育种提供了新的分子靶点。
VSR参与植物ETI免疫工作模式图。（课题组供图）
面向国家“十四五”生物育种与粮油作物重大病虫害绿色防控战略需求，经济林木（山核桃、薄壳山核桃、核桃等）主栽品种抗病性弱、病原谱系复杂，加之集约化栽培管理失衡，致使毁灭性病害频发，已成产业瓶颈。
要打破这一困局，亟须系统解析植物免疫关键调控机制，并通过分子设计育种提升广谱抗病性与产量稳态。而植物细胞器（液泡、自噬体等）在植物免疫中发挥关键作用，正是解决植物病原菌难题的有效突破口。液泡富含多种水解酶和抗病蛋白，当细胞感知病原菌侵染时，液泡能够通过与质膜的融合或自身崩解，将这些“武器”释放到细胞外或胞质中，以限制病原菌增殖。同时，植物自噬系统则通过识别并清除病原体或自身受损细胞器，共同构成了一套防御与清除的双通路。然而，效应因子一旦进入细胞内部，植物细胞如何有效清除它们，如何调动细胞“物流系统”精准投递抗病物质到抗病前线，一直是未解之谜。
针对上述科学问题，浙江农林大学沈锦波教授团队发现植物液泡分选受体VSR通过两条并行途径强化植物ETI：一是作为液泡分选途径关键受体，将 RD19A、XCP1等防御水解酶精准转运至裂解型液泡，随后在ETI 触发的超敏反应中驱动液泡-质膜融合，实现蛋白酶外排，构建胞外化学屏障；二是VSR1被招募至自噬结构，协同NBR1识别并招募病原效应子（avrRpm1、avrRpt2、avrRps4），经由ATG8e介导的自噬途径将其递送至液泡降解。在vsr多突变体中，水解酶错误分泌、液泡外排受阻，且 ATG8e/NBR1 异常积累、效应子清除缺陷，导致 ETI 效率显著降低。该研究首次揭示VSR将液泡转运与自噬清除整合，统筹新型免疫调控网络分子机制。由于VSR在农林作物（核桃、水稻、大豆等）中高度保守且广泛存在，该机制有望成为普适性的抗病模块，为广谱抗病设计提供可直接复制的新路径。
浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室为该论文唯一第一单位和唯一通讯作者单位。博士研究生朱冬梅与胡帅副教授为共同第一作者，沈锦波教授为唯一通讯作者。曹文瀚副教授、高燕丽讲师以及李岩副教授为共同作者。西班牙国家生物技术中心Enrique Rojo教授、香港中文大学姜里文教授、香港浸会大学李白颖教授以及浙江大学徐娟教授均对本研究做出重要贡献。
此研究获国家自然科学基金、浙江省杰青项目等多项基金资助。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41477-025-02077-8
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