科普丨植物没有免疫系统，但是植物在存活时不会腐烂，死亡后会腐烂？

源济

科普丨植物没有免疫系统，但是植物在存活时不会腐烂，死亡后会腐烂？

知乎日报

2026年1月16日 06:00

不少植物看上去很「脆弱」又「软趴趴」的，给人一种手无寸铁之感，它们是不是连免疫系统都没有？不过，它们却能在满是细菌真菌的环境里好好活着，不像人类会不断生病、需要看医生，直到死了才会慢慢腐烂。其实，植物不仅有免疫系统，还是套「攻防一体」的硬核武器，甚至能和病菌同归于尽。

文末有「划重点」总结👇

为什么植物没有免疫系统，但是植物在存活时不会腐烂，死亡后就会腐烂？

答主：莫轩

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植物没有免疫系统，是对植物最大的误解。

连细菌都有自身的免疫系统，何况比细菌进化层级高很多的多细胞完成体植物？

细菌的免疫系统，即自身对外源入侵的防御机制，可统称为原核免疫系统，主要用于保护细菌免受病毒（称为噬菌体）的感染。 

2025 年，沃尔夫奖（农业）被授予给三位植物免疫系统领域三位开山鼻祖级的人物：Jeffery L. Dangl (美国北卡罗来纳大学教堂山分校) Jonathan D. G. Jones (英国塞恩斯伯里实验室) Brian J. Staskawicz (美国加州大学伯克利分校)。

他们因「在植物免疫系统和抗病性方面取得了具有开创性的发现」而共同获奖。他们的研究彻底改变了我们对植物如何识别病原体并激活防御反应的理解，这些突破性发现为开发增强作物抗病性的靶向策略、改善全球粮食安全作出了重大贡献。

2025年沃尔夫（农业）奖三位获得者

沃尔夫奖（Wolf Prize）是一项国际知名科学奖项，由沃尔夫基金会颁发，该基金会于1976年在以色列创立，1978年首次颁奖。创始人里卡多·沃尔夫是著名外交家、实业家和慈善家。沃尔夫奖主要奖励「为人类利益和人民友好关系做出的成就」的科学界、艺术界杰出人士，每年颁发一次，涵盖农业、化学、数学、医药和物理以及艺术等领域，其中以沃尔夫数学奖影响力最大。沃尔夫奖具有终身成就奖性质，与诺贝尔奖、克拉福德奖等并驾齐驱，被认为是世界科学领域的最高奖之一。

植物免疫系统

植物免疫系统是一个多级系统，包括1）由蜡质、角质等构成的表皮层；2）植物细胞表面覆盖的模式识别受体（PRRs)蛋白激酶；3）植物细胞内部的抗性蛋白（R 蛋白) 系统。

其中，表皮层属于人体皮肤类似的物理屏障，PRRs 相关的类似于非特异免疫，R蛋白系统类似于获得性（特异）免疫。

叶子的微观结构

植物叶片上生长的细菌等微生物

植物生长的环境比人类生长的环境要差很多，空气中的微生物自然也就多很多。很多植物叶片表面常年生活着多种细菌、真菌等，但由于表皮角质层的阻隔，植物很多时候都可以避免微生物的入侵。

但植物叶片表面有很多气孔，一些细菌当然是「有孔就入」，从气孔中进入植物细胞。这时候，植物细胞表面的受体蛋白激酶就会识别细菌身上的物质（pathoge-associated molecular patterns, PAMPs），产生免疫反应(PAMP triggered immunity， PTI)。

PTI 具有广谱抗菌的作用，能抵抗绝大多数细菌的感染。可是有些细菌就不服了，直接掏出真理武器，Type III secretion system（III-型分泌系统T3SS）。这东西虽然只有微米级大小，但精密度极高，有一个可活动的底座，一个中空的针管系统。T3SS 能直接刺穿表皮层，避开 PTI，将毒蛋白通过微型孔道，直接注射到植物细胞内。目前，以人类的科技，尚不能批量制造此类型的分子级武器。

T3SS 细菌真理武器

但植物细胞预判了细菌的预判。虽然避免不了T3SS 真理武器的穿刺，但是送过来的毒蛋白（effector）直接就能被一群名为 R 蛋白的东东识别和结合，迅速地引发后续各类反应。就像是哨兵侦查到敌特分子的入侵，立马拉响警报一样。

这个由毒蛋白激活、R 蛋白介导的免疫反应就是 ETI（Effector triggered immunity, ETI）。

植物细胞会立即进入战斗状态，兵工厂（免疫蛋白）立马全速开启，生化武器（活性氧等）跟不要钱似的，巨量投入到战场，不为别的，就是为了能第一时间阻止细菌。甚至于不惜，将自身这个被 T3SS 刺穿的细胞杀死，与细菌同归于尽。这样不仅能第一时间杀死细菌，还能阻止细菌的进一步侵染，毕竟没有了活细胞作为媒介，细菌只能饿死在侵染的途中。

如果你偶然发现，叶片上有一些干枯的斑点状瘢痕，没错，那就是植物细胞战斗过的痕迹，瘢痕就是与细菌同归于尽的细胞烈士们。

死去的植物细胞

ETI 之所以还被成为获得性免疫，是因为，在同样的毒蛋白进入植物细胞时，植物细胞会产生更加迅猛和及时的反应。

化学免疫

除了上述 PTI 和 ETI，植物化学免疫也是植物免疫系统的重要组成部分，也是植物特有的免疫反应。

所谓的化学免疫，就是植物会在受到病虫害时，自身会合成有毒物质，直接杀死病菌和虫害。这类的免疫因植物不同，而有所差别。

对于人类来说，这类能合成有毒物质的植物，就是中草药！

比如，长春花体内能合成长春花碱。长春花碱是微管蛋白抑制剂，细胞分裂时，就是需要微管拉扯，将新生的两个细胞分开，因此长春花碱能抑制细胞分裂。对于人类来说，这是妥妥的抗癌药物。

长春花碱的微管抑制作用

化疗药物，长春花碱注射液

再比如，大名鼎鼎的人参，富含活性成分人参皂苷，对人有大大的好处。

但事实上，人参皂苷也是杀虫剂。

人参皂苷可以干扰昆虫正常的生命周期。它们的分子结构与蜕皮激素（昆虫蜕皮的关键激素）相似。这种结构上的相似性使人参皂苷能够充当蜕皮激素受体的激动剂，从而破坏昆虫的生长和发育过程。人参皂苷可以抑制各种昆虫酶的活性，包括解毒酶（如谷胱甘肽 S-转移酶）、乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶。这种对酶活性的干扰有助于其毒性作用，也是植物整体防御策略的一部分。除了阻止昆虫进食，人参皂苷还可以提高昆虫的死亡率并引起避食行为（即昆虫主动避开含有此类物质的食物）。

「划重点」：

1. 植物「无免疫系统」是重大误解：2025 年沃尔夫农业奖已表彰相关开创性研究；

2. 植物免疫分三级：表皮物理屏障、PTI 非特异免疫、ETI 特异免疫，ETI 可牺牲自身细胞御敌；

3. 化学免疫是植物特有：合成的有毒物质可杀虫抑菌，部分是对人类有益的中草药成分。