病原菌全新致病机制“诱饵模式”被发现

声东击西、诱饵模式、道高一尺魔高一丈……人类战争中的兵不厌诈竟然会在低等生物体中上演。1月13日凌晨,美国《科学》杂志以研究长文形式在线发表南京农业大学王源超教授团队的一项关于作物疫病发生机制的突破性成果,揭示了植物与病原菌的世界并不是人们所想像的那么简单。

澳门金莎娱乐手机版 ,北京时间1月13日凌晨2点,科学杂志Science以研究长文Research Article在线发表了南京农业大学王源超教授团队关于作物疫病发生机制的突破性成果,该成果揭示了病原菌攻击宿主的全新致病机制“诱饵模式”,为改良作物的持久抗病性提供了重要的新方向。2016年12月23日,该校有关昆虫迁飞的最新发现在Science发表,这是南京农业大学植物保护学院近1个月内在Science上发表的第二篇突破性研究成果。

疫霉菌引起的作物疫病就像“植物瘟疫”,是农作物生产中危害非常严重的一类病害,19世纪中期曾引起欧洲的马铃薯晚疫病大流行,导致150万人饿死,几百万人逃亡美洲和澳洲,这场“爱尔兰大饥荒”曾被称为人类历史的转折点。

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科学家在研究中观察到,疫霉菌攻击宿主时,会使出一招瞒天过海的“诱饵模式”:疫霉菌在侵染植物早期,向胞外分泌糖基水解酶XEG1攻击植物细胞壁,而植物则利用水解酶抑制子GIP1抑制其活性;在进化的过程中,病原菌又获得了XEG1的失活突变体XLP1,以诱饵“DECOY”的方式,竞争性干扰抑制子GIP1,与XEG1协同攻击植物的抗病性。

该研究发现疫霉菌在侵染植物早期向胞外分泌糖基水解酶XEG1攻击植物细胞壁,而植物则利用水解酶抑制子GIP1抑制其活性;在进化的过程中,病原菌又获得了XEG1的失活突变体XLP1,以诱饵“DECOY”的方式,竞争性干扰抑制子GIP1,与XEG1协同攻击植物的抗病性。 马振川博士给记者打了个比喻,“XEG1相当于疫霉菌攻击植物的常规导弹,导弹来了植物会启用自身的导弹防御系统GIP1来抑制其攻击,但有意思的是,疫霉菌会进化出‘假弹头’,即XEG1的失活突变体XLP1,这个假弹头虽然本身没有攻击性,但是它和植物抑制子GIP1的结合能力要高出XEG1约 5倍,即假弹头可以充当‘诱饵’,将作物防御系统的主要‘兵力’吸引过去,从而保护真弹头XEG1‘乘虚而入’,攻击作物导致病害发生”。 该团队在稍早的研究中,还发现植物能够利用细胞膜上的受体识别XEG1,启动基础水平的抗性,但是病原菌又可以分泌效应子到寄主胞内干扰其抗性(Plant Cell,2015)。由于糖基水解酶XEG1在卵菌、真菌和细菌中广泛存在,因此这一发现为开发能诱导植物广谱抗病性的生物农药提供了重要的理论基础。

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