菟丝子作为典型的茎寄生植物，通过特化器官“吸器”与寄主建立维管连接。这一结构不仅是其获取水分和养分的“生命线”，还是菟丝子和寄主间以及不同寄主植物通过菟丝子传递信号与大分子的“天然桥梁”。由菟丝子和寄主组成的系统是研究植物间长距离通讯和互作机制的理想模型。

　　近日，中国科学院昆明植物研究所植物与其他生物互作专题组应邀在Plant and Cell Physiology发表题为Interplant signal transduction between dodder (Cuscuta) and their hosts(菟丝子与寄主植物间的信号传递)的综述论文。该论文系统梳理了菟丝子与寄主通过吸器实现的系统性信号传递及大分子物质交换研究进展，既总结了近年来该领域的关键发现，又结合专题组自身研究积累，明确提出未来研究方向与核心挑战，为寄生植物与寄主互作研究提供重要参考。

　　近年来的研究表明，菟丝子能高效介导多种系统性信号在相连的不同寄主间传递，赋予植物集群“协同抗逆”能力。当一侧寄主遭受昆虫取食时，防御信号可沿菟丝子快速传递至另一侧未受害寄主，提前激活其抗虫防御通路;类似地，盐胁迫、氮磷等养分胁迫，乃至高光胁迫引发的系统性信号，都能通过菟丝子在寄主间传递—这些信号不仅能调控寄主的抗逆性，还能优化其营养吸收效率，帮助植物集群更好地适应复杂环境变化。

　　除小分子信号外，菟丝子与寄主间还存在大规模mRNA、小 RNA(sRNA)及蛋白质的双向转运，成为两者长期进化互作的重要证据。研究发现，数千种 mRNA 可在寄主与菟丝子间交换，虽总丰度通常低于1%，但为跨物种基因表达调控提供了可能;菟丝子还能向寄主传递小RNA，精准靶向寄主免疫及发育相关基因，削弱寄主防御以促进自身寄生;更值得关注的是，数百至上千种蛋白质可在两者间迁移，部分蛋白质在接收植物中仍保持较高丰度与生物活性。其中，寄主的开花调控蛋白FT(Flowering Locus T，成花素)的转运机制尤为关键，该蛋白在寄生表达后，可移动至菟丝子体内，与菟丝子的FD蛋白结合，调控菟丝子的开花时间，最终实现菟丝子与寄主开花同步。这一“信号窃听”机制，恰好与菟丝子进化中丢失部分开花相关基因的现象相契合，体现了其高度特化的寄生适应策略，暗示寄生植物与寄主在长期共存中，可能通过物质转运实现某些对寄主的适应性。

　　尽管当前研究已证实菟丝子与寄主间存在广泛的信号及大分子交换，但仍有诸多科学问题待解：多数系统性信号分子的化学本质尚未明确，其识别机制与功能解析仍是核心研究重点;半寄生植物(如松蒿)仅通过木质部与寄主连接，其信号传递机制是否与菟丝子存在差异，也需进一步探索。值得期待的是，随着菟丝子及其它寄生植物遗传转化体系的建立，以及多个寄生植物高质量基因组的发布，科研人员已拥有更有力的工具，为深入挖掘寄生植物与寄主互作的分子机制奠定基础。

　　该综述不仅系统整合了菟丝子介导植物间信号与大分子传递的研究现状，还总结了专题组以及国内外科研机构在盐胁迫信号调控、氮磷信号传递、功能蛋白质转运等方向的研究进展，为理解寄生植物的生态适应策略及植物间复杂互作关系提供了重要参考。

　　昆明植物研究所助理研究员张井雄、副研究员申国境为论文共同第一作者，崔松岿研究员、王文韬副研究员参与了本综述的工作，吴建强研究员为通讯作者。研究得到国家自然科学基金、云南省“兴滇英才支持计划”(“云岭学者”“青年项目”)、云南省基础研究项目、中国科学院“西部之光”项目等资助。

　　文章链接

　　寄生植物代表类群