當(dāng)前，疫苗已經(jīng)普遍應(yīng)用于提高人和動(dòng)物的免疫力，那你聽說過“植物疫苗”嗎？

　　其實(shí)，就像人類和其他多細(xì)胞生物一樣，植物在與病原體長期斗爭過程中，也形成了復(fù)雜的免疫系統(tǒng)。當(dāng)感知到病原體“兵臨城下”時(shí)，植物免疫系統(tǒng)便會(huì)被激活以防止感染。而生命體除了依靠先天的免疫力之外，后天的免疫力也能夠被疫苗“誘導(dǎo)”產(chǎn)生。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院鞏志忠和齊俊生教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制的“植物免疫啟動(dòng)蛋白（Plant immune Priming Protein，PIPP）”，便是依據(jù)植物免疫原理創(chuàng)制的“植物疫苗”，目前團(tuán)隊(duì)已為其產(chǎn)品“威普綠（VIP）”申請(qǐng)專利。

　　植物免疫啟動(dòng)蛋白，特指由植物、動(dòng)物或微生物產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子，通過與植物細(xì)胞膜外特定受體相互識(shí)別，提前啟動(dòng)植物自身的防御、免疫系統(tǒng)。當(dāng)植物再次遇到病害或逆境時(shí)，能夠快捷、高效地激活這種防御系統(tǒng)，順利完成整個(gè)生命周期，結(jié)出高品質(zhì)的果實(shí)與種子。

　　讓植物的先天免疫“動(dòng)”起來

　　上世紀(jì)90年代初，美國康奈爾大學(xué)研究人員在研究梨及蘋果的火疫病病菌時(shí)發(fā)現(xiàn)并分離出超敏蛋白（Harpin），該蛋白不僅能讓植物對(duì)病害進(jìn)行抵抗，還可以促進(jìn)植物生長。但在1992年的《科學(xué)》雜志刊出后，世界范圍內(nèi)對(duì)此類蛋白的研究一度陷入沉寂。

　　在中國，2004年剛留校任教的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院齊俊生博士也做著相似的研究?！拔覀儚狞S萎菌中分離得到了‘維大力’基因，原本是想將它作為一個(gè)基因轉(zhuǎn)到植物里，試驗(yàn)?zāi)芊癞a(chǎn)生抗黃萎病的效果。但推廣受阻后，我們又猜想，如果把它做成蛋白溶液，噴到植物上會(huì)是什么效果？”齊俊生回憶道。但由于想法太過“離奇”，當(dāng)時(shí)絕大多數(shù)人都不看好。

　　從2004年初步產(chǎn)生思路，直到2011年才看到明顯效果，齊俊生團(tuán)隊(duì)反復(fù)試驗(yàn)、甘苦備嘗，后來加入中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院鞏志忠教授團(tuán)隊(duì)、進(jìn)入國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室后，第一個(gè)植物免疫啟動(dòng)蛋白產(chǎn)品“維大力”的創(chuàng)制進(jìn)程進(jìn)一步加速，從原本只在棉花上發(fā)揮作用，到之后功能驗(yàn)證不斷跨越到糧食、蔬菜及瓜果等多種作物。

　　“超敏蛋白來源于細(xì)菌，‘維大力’來源于真菌，雖然兩者是分別被發(fā)現(xiàn)的，但都屬于基于植物先天免疫達(dá)到防治效果的免疫誘抗蛋白?！饼R俊生說，“維大力”氨基酸序列與超敏蛋白完全不同，且安全、無毒，也不容易造成植物的過敏性死亡，作物使用之后，能同步實(shí)現(xiàn)免疫、增產(chǎn)及改善品質(zhì)的效果。

　　那植物先天免疫反應(yīng)是什么？為什么一個(gè)真菌源蛋白質(zhì)有此奇效呢？

　　齊俊生介紹，當(dāng)病原菌侵染時(shí)，植物有細(xì)胞外免疫和細(xì)胞內(nèi)免疫兩種應(yīng)對(duì)機(jī)制。植物葉子和根系表面的細(xì)胞膜外分布著無數(shù)個(gè)感受器，當(dāng)植物細(xì)胞感知到病原及逆境因子后，便將信息傳遞給“司令部”細(xì)胞核，從而調(diào)動(dòng)細(xì)胞內(nèi)防御系統(tǒng)進(jìn)行病害防衛(wèi)，這一過程與醫(yī)學(xué)上的先天免疫類似。

　　“由于‘維大力’是植物病原菌的一個(gè)蛋白質(zhì)分子，被植物細(xì)胞膜外受體識(shí)別后就起到了釋放信號(hào)的作用，進(jìn)而激發(fā)出植物免疫反應(yīng)，跟普通植保殺蟲殺菌的原理完全不一樣。”中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院原院長、“973計(jì)劃”首席科學(xué)家鞏志忠告訴記者。

　　如果說“維大力”的研制是一個(gè)從實(shí)踐到理論的過程，那么，第二個(gè)植物免疫啟動(dòng)蛋白產(chǎn)品——“威普綠”的研制則是由理論指導(dǎo)實(shí)踐。既然“維大力”的作用是釋放信號(hào)，那么植物細(xì)胞膜上應(yīng)該有特異識(shí)別“維大力”的接收器。于是，研究團(tuán)隊(duì)順藤摸瓜，找到了一個(gè)同時(shí)與“維大力”及其接收器有直接關(guān)系的元器件——“威普綠”。

　　“‘威普綠’是植物細(xì)胞產(chǎn)生的一個(gè)小蛋白質(zhì)分子，可以把它比喻為‘偵查兵’，經(jīng)常外出偵查敵情，又有協(xié)助信號(hào)接收器的功能。一旦有敵情及時(shí)上報(bào)，從而啟動(dòng)植物免疫反應(yīng)?！饼R俊生解釋道，如果把“威普綠”與“維大力”混合使用，接收器接收與傳遞信號(hào)將更為通暢。

　　“‘威普綠’英文名稱VIP中的‘I’，我更想解讀成阿拉伯?dāng)?shù)字里的‘1’，因?yàn)樗?dú)特、太稀有了，是第一個(gè)植物源免疫蛋白質(zhì)單分子產(chǎn)品。”齊俊生說，只有極少數(shù)作物的細(xì)胞具有VIP這種蛋白，而且它還是“維大力”的互作蛋白。經(jīng)過5年的探索，2022年“威普綠”的功能不僅在實(shí)驗(yàn)室得以證明，而且廣譜的免疫誘導(dǎo)作用在田間也得以驗(yàn)證，的確屬于植物免疫啟動(dòng)蛋白。