近日，我校青年教師李晶博士作為共同第一作者在Science發表題為“A wheat tandem kinase and NLR pair confers resistance to multiple fungal pathogens”的研究論文。該論文揭示了串聯激酶抵御病原菌入侵的全新免疫機制：一個非典型的NLR蛋白WTN1（Wheat Tandem NBD 1）與串聯激酶WTK3協同識別病原菌的效應蛋白激發免疫反應，表現對多種小麥真菌病害的抗性。李晶參與這項科研工作近6年時間，主要承擔部分生化和分子生物學實驗，從生化角度解析了WTN1和WTK3，及PWT4和Rwt4/WTK3的相互作用。談及此次取得突破性科研成果，她說：“作為青年科研工作者，需要沉心靜氣深耕領域，像農作物一樣努力向下扎根，在堅持不懈的鉆研里向上生長、靜待收獲。”

解析小麥串聯激酶類抗病基因的免疫機制

“通俗來講，這項研究最大的成果就是首次揭示了串聯激酶抵御病原菌入侵的免疫機制，為創制具有廣譜抗病的作物新品種提供了重要的理論支撐。”李晶解釋道。

串聯激酶（Tandem kinase proteins，TKPs）是近年來在小麥和大麥中發現的一類新型抗病蛋白，由兩個或多個激酶結構域串聯而成，對條銹、葉銹、稈銹、白粉、麥瘟和黑粉等多種重大病害發揮抗性作用，具有重要的育種價值。

麥類作物中第一個串聯激酶類型的抗病基因Rpg1于2002年被克隆，迄今已有23年，然而關于串聯激酶這類新型抗病蛋白存在許多懸而未決的科學問題。

此次研究在植物抗病領域初步解答了串聯激酶如何發揮抗病作用，為作物廣譜多抗品種精準設計奠定了理論和應用基礎。有望解決中國小麥主產區缺乏廣譜抗白粉病基因資源的問題，同時為防控麥瘟病提前建立潛在的遺傳屏障。

在失敗中尋找“成功密碼”

李晶在博士期間主要從事擬南芥逆境響應機制研究，對生化、分子生物學實驗比較擅長，也正因這方面的特長加入中國科學院遺傳與發育生物學研究所劉志勇研究員領銜的植物免疫團隊中。此次跨院校合作，也讓她深刻感受到不同專業交叉融合、團結協作的強大力量。

然而，開展實驗的過程并不是一帆風順的。小麥和擬南芥在具體的實驗上存在差別，在實驗過程中不能簡單襲用之前的模式。

李晶沒有沮喪，因為她深知“做科研，最重要的就是要沉下心，戒驕戒躁”。李晶查閱了大量文獻，分析和論證方法的不足，并與其他實驗室的研究人員進行多次交流，經過多次實驗，逐漸摸索并優化了適用于小麥研究的相關生化實驗方法。

“團隊成員們在科研困境中堅持迎難而上、嚴謹求證、持續深化研究的態度，給予了我很大的觸動和啟發。”李晶說道。

在課題研究中，因為找不到白粉菌的效應蛋白，研究曾一度陷入僵局。大家通過各種方式都在努力尋找著突破點。

終于有一天，團隊負責人劉志勇研究員在查閱文獻時發現國外團隊克隆的抗麥瘟病基因Rwt4恰好是WTK3的等位基因，兩者只相差2個氨基酸，而此前已經有其他團隊克隆到了麥瘟菌的效應蛋白PWT4。團隊便設想既然響應基因是等位基因，那么WTK3是否既抗白粉病又抗麥瘟病？是否可以借用麥瘟病的研究系統來研究白粉病的抗性機制？

實驗結果證明這條路可以走通，團隊利用Rwt4及其對應效應因子PWT4揭示了串聯激酶如何監測病原菌效應因子并激活NLR觸發免疫反應。

李晶說，團隊其他科研工作者們都在科研工作上投入大量精力，這也激勵自己毫不懈怠、持續前行。“大家工作時間非常長，時時刻刻都在想著實驗，即使是回家以后經常打電話與團隊成員討論課題。”

科研成果反哺課堂教學

“2017年我來到學校工作，起初由于對課程不太熟悉，要花很多時間去備課、磨課，那幾年一直在摸索如何平衡好教學與科研的關系。”李晶對剛剛走上講臺的那兩年記憶深刻。

在學院老教師的指導下，李晶不斷摸索、逐漸合理安排教學與科研的時間，她在教學上逐漸得心應手，也開始思索如何將科研反哺教學，帶領學生開展相關實驗，培養學生的科研興趣。

李晶所教授的植物生理學課程中植物的抗逆生理與她所研究的脅迫響應機制存在較高的契合點，在講課時她經常與同學們分享非生物脅迫和生物脅迫相關的研究進展，也會把相應的科研知識融入課堂。“這些學科前沿知識和我自己從事的研究，能更好地激發學生對相關研究領域的興趣，我也會引導學生從課本出發，開展相關實驗以及更深入的探究。”

談及未來科研規劃，李晶表示：“跨院校、跨專業的合作不僅推動了課題研究的深入突破，更開闊了青年科研工作者的學術視野。我將圍繞‘落實教育強國建設綱要，推動學校事業高質量發展’主題主線，以‘實干創先年’為抓手，繼續與中科院等單位合作深入研究串聯激酶對病原菌抗性的機理，不斷提升科技創新能力，產出高水平科研成果，同時進一步將科研反哺教學，持續提升教學水平，為培養知農愛農新型人才作出積極貢獻，為加快實現高水平農業科技自立自強貢獻智慧和力量。”