科技日报记者 王延斌
记者12月9日从山东农业大学获悉，该校李传友教授因在植物系统性防御与可塑性发育机理研究领域的突破性贡献于近日荣获“洪堡研究奖”。
“洪堡研究奖”是德国颁发给外国学者的最高荣誉，专门授予在基础研究、理论创新、学科引领等方面取得卓越成就，并在未来有希望继续取得尖端成就的外国科学家。
李传友何以获奖？颁奖词中提到的“突破性贡献”如何理解？
揭秘植物“防御指挥官”
当遇到危险时，动物可以逃跑或者对抗，但植物怎么办？这是李传友的研究方向之一。
“在面临病虫害或环境压力时，植物有一套独特的防御机制来保护自己，茉莉酸就是关键的‘防御指挥官’之一。”李传友说，茉莉酸既调控植物免疫，又在植物可塑性发育中发挥重要作用。
早在20世纪70年代，美国华盛顿州立大学雷恩教授就发现了植物系统性防御现象，随后证明了小肽信号系统素和植物激素茉莉酸通过共同的信号通路来调控植物的系统性防御反应，并认为系统素是植物系统性防御中长距离移动的信号分子。但李传友的研究成果推翻了雷恩教授关于“谁是系统性防御中远距离运输的信号分子”的论断。
李传友的研究证实，远距离运输的信号分子不是系统素，而是茉莉酸，系统素的作用是在受伤部位将茉莉酸的浓度激活到可以引起系统性防御反应的阈值。该研究得到了雷恩教授的高度评价，并在2002年被《科学》杂志评为动植物及微生物信号转导领域的重大突破。
2003年，李传友从美国回到山东农业大学之后创立了“茉莉家园”实验室，致力于系统解析系统素-茉莉酸信号通路，从而阐明植物系统性防御调控机理。
22年来，李传友团队有了许多令人惊喜的发现。“我们今年在《自然·通讯》上发表文章，解释了茉莉酸如何更有效地指挥植物的防御反应。”李传友说，他们发现了茉莉酸转录重编程的新成员MED16，它通过维持转录中介体亚基MED25的稳定性，来增强茉莉酸信号通路的转录输出效率，使植物更好地抵御外界威胁。
破解植物再生与防御的“密码”
“在长期进化中，植物形成了令人叹为观止的、动物不可比拟的应对损伤的能力。”这是李传友的重要发现。
他介绍，面对无时不在、不可预期的机械损伤，植物不仅可以快速激活防御反应，而且能够精准调控和维持防御（免疫）稳态，从而避免动物中经常出现的过度免疫；同时，面对不同程度的机械损伤，植物能够轻松自如地进行组织修复和器官乃至整个生命体的再生。
该团队以番茄为研究对象，深入研究，打开了一个全新世界。
“植物受伤反应中防御功能与再生功能是密不可分的。”这是李传友率先提出的理念。该团队找到了在防御和再生能力上均表现出缺陷的spr9突变体，并在此基础上，首次找到了诱发植物再生的原初受伤信号分子——再生因子REF1，破译了REF1通过激活干细胞调控再生的机理，并绘制了利用REF1打破物种和基因型限制，大幅度提高作物遗传转化效率的便捷技术路径。
2024年，上述成果在《细胞》杂志上发表，为《科学》杂志2005年提出的“是什么控制着器官再生”提供了“中国回答”。
“器官再生”的答案找到了，那“免疫稳态”的答案又在哪里？
“系统素精准调控系统性防御反应的起始、放大和消减，从而维持免疫稳态，保证防御反应的‘适可而止’。”李传友说，该团队鉴定到了系统素的两个受体SYR1和SYR2，这两个受体作为受伤程度的感受器，协同调控了植物系统性防御的起始、放大和消减，从而保证了系统性防御的适时激活和恰当终止，巧妙地避免了动物中常出现的“过度免疫”。
要培育更美味健康的番茄
番茄为什么越来越硬？越来越没有味道？这一问题困扰着公众。李传友说，我们要运用基因组设计和生物育种手段破解这一痛点。
开展番茄设计育种，首先要掌握“番茄基因字典”。作为中国方面的协调人，李传友与14个国家的300多位科学家一起，完成了栽培番茄和其祖先种醋栗番茄的全基因组序列测定，得到了番茄基因字典。而这一成果也以封面文章的形式刊发在2012年的《自然》杂志上。
手握番茄基因字典，李传友团队没有止步。
“我们发现果实利用成熟激素乙烯使防御激素茉莉酸失活，解除乙烯对茉莉酸的作用就可以在不影响口感和风味的前提下，提高抗病性，使果实不容易腐烂。”李传友说。2023年，该团队揭开了加工番茄果实耐挤压能力强的秘密，培育出抗挤压、适合机械化生产的美味鲜食番茄品种。
“科研水平不仅要国际先进、国内领先，更要将科学研究应用于生产实际，服务国家重大战略，助力乡村全面振兴。”这是李传友的信条。
如今，李传友团队已培育出可替代进口的“泰番”系列高端番茄新品种30余个，涵盖菜用番茄品种、水果番茄品种、樱桃番茄品种、果菜兼用番茄品种、长季节栽培专用番茄品种等多个核心类型，形成了国产高端番茄品种矩阵。
“这份来自国际高端平台的认可，让我更加坚信长期坚守的研究方向的价值，也为我未来攻克更多科研难题、持续推进学科创新注入了强劲动力。”李传友说，这份荣誉不是终点，而是一个崭新的起点。
（受访者供图）
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