【编者按】为贯彻国家创新驱动发展战略，充分展示学院在科技创新方面的进展，进一步提升学院科研团队产出重大科研成果的积极性，推动学院科技创新能力和整体水平进一步提升，学院自2021年起开展年度十大科研进展 “致远奖”评选活动，经各课题组自主申报和学院学术委员会集中评审，评出2021年度十大科研进展“致远奖”十项，为展示宣传获奖成果，发挥“致远奖”的示范作用，营造创新文化氛围，现将十大科研进展逐一介绍。

植物天然免疫分子生物学研究团队揭示了两个拟南芥PAT酶棕榈酰化P2K1受体并调控其蛋白活性，参与eATP介导植物天然免疫抗病的新分子机制，为抗病分子育提供新的基因资源和绿色防控策略。该研究成果于2021年发表在Nature Communications杂志上。

蛋白质棕榈酰化（Palmitoylation，S-acylation修饰的主要形式）是一种可逆的蛋白质修饰，由PAT酶和APT酶介导。在动物和人里面，由PAT酶介导的棕榈酰化通过控制蛋白质的稳定性、亚细胞定位、跨膜运输和蛋白质互作等一系列细胞过程，调控了癌症、炎症、神经等一系列重要疾病。但是，在植物里的功能与分子机理研究较少，特别是植物天然免疫抗病研究领域很少有蛋白质棕榈酰化功能的研究，并且植物里PAT酶的直接靶标蛋白一直未被鉴定。

该研究通过激酶靶标-质谱方法（KiC-MS）鉴定发现两个拟南芥棕榈酰化酶是eATP受体P2K1的激酶靶标，其编码的PAT5和PAT9蛋白与P2K1共定位于细胞膜上。进一步研究发现，PAT5和PAT9负向调控eATP诱导的植物天然免疫响应如Ca²⁺内流、活性氧迸发、MAPK激活以及病原细菌的侵染。体内和体外互作研究显示，P2K1能直接与PAT5/9相互作用并磷酸化PAT5/9蛋白的DHHC结构域，激活PAT5/9的棕榈酰化活性。随后，激活PAT5/9棕榈酰化P2K1，动态地影响P2K1受体蛋白活性包括受体的自我磷酸化和蛋白质降解。突变P2K1关键的棕榈酰化位点同样影响了P2K1受体蛋白活性，与pat5和pat9突变体具有相同eATP诱导的植物天然免疫响应。总之，此研究证明蛋白质棕榈酰化、蛋白质磷酸化和蛋白质降解相互拮抗，如同打太极一样一阴一阳共同调控植物天然免疫受体蛋白的动态活性。

综上所述，该研究首次鉴定了植物里棕榈酰化酶PAT的直接靶标，同时发现蛋白质棕榈酰化能通过拮抗蛋白质磷酸化和蛋白质降解控制免疫受体P2K1蛋白活性，进一步负向调控eATP诱导的植物天然免疫信号转导。为抗病分子育提供新的基因资源和绿色防控技术的理论基础。

感谢中国农业大学植物保护学院-植物天然免疫分子生物学研究团队全体成员，以及美国密苏里大学的Gary Stacey教授的支持和参与。研究团队以陈东钦教授为组长，博士生和研究生为主体，同时与美国密苏里大学的Gary Stacey教授合作。目前以水稻与大豆为研究材料，围绕着鉴定广谱抗病基因，揭示广谱抗病机制，开发绿色防控技术。为分子遗传改良提高农作物抗病性和抗逆性，稳定和增加农作物产量提供新的理论基础和策略。

                                                                                                   [实习编辑 谭爽]