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中国科学家发现病原菌“攻击”植物全套“战术”

http://www.chla.com.cn 2017-01-16 来源:新华社新媒体专线 作者: 发表评论(0)

1月13日,国际知名学术杂志《科学》(《Science》)在线发表了这一研究成果。这项研究成果是由南京农业大学教授王源超领导的科研团队取得的。

  《科学》杂志在线发表这项被称为可以写入教科书的研究成果。纸质版将在随后出版。

  《科学》杂志在线发表这项被称为可以写入教科书的研究成果。纸质版将在随后出版。

  病原菌是一种比细菌更高等的微生物,目前人类已发现的病原菌有160多种,影响数千种植物,是全球粮食、食品和生态安全的重要威胁。由于这类病害具有发病快、变异快、流行快等特点,生产上的防控一直比较困难。在我国,由疫霉菌引起的农作物病害每年导致的经济损失高达上百亿元。

  换句话说,为什么农药越用越不灵、需要不断地更新换代?一个重要原因是许多病原菌在和农药的斗争中会出现抗药性。类似的,这种情况在昆虫身上也会发生。但是,长期以来人们并不知道这到底是什么原因,直到这项研究揭开了病原菌“进攻”植物的“战术”。

  研究人员锁定了病原菌中最“著名”的一种微生物——疫霉菌。在历史上,由疫霉菌引起的农作物疫病曾被称为“植物瘟疫”。19世纪中期引起欧洲的马铃薯晚疫病大流行,导致150万人饿死、数百万人逃亡美洲和澳洲,从而影响了世界人口格局。这可能是最著名的一个真菌影响人类历史的经典案例。

  《晚祷》,19世纪法国画家米勒作于1857到1859年间。当时欧洲由于马铃薯晚疫病造成人类历史上有名的农业大灾难。

  《晚祷》,19世纪法国画家米勒作于1857到1859年间。当时欧洲由于马铃薯晚疫病造成人类历史上有名的农业大灾难。

  这项研究表明,“魔高一尺、道高一丈”的协同进化规律同样适用于微观世界。研究人员现,疫霉菌在入侵植物的早期,向细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”的方式干扰抑制子GIP1,与糖基水解酶XEG1协同攻击植物的抗病性。

  上面这段话可能只有专业人士看得懂,所以该成果的第一作者马振川博士进行了“翻译”:糖基水解酶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防御系统水解酶抑制子GIP1抵御攻击。但是,疫霉菌又会进化出“假弹头”糖基水解酶XEG1的失活突变体XLP1。这个“假弹头”虽然本身没有攻击性,但它和植物抑制子GIP1的结合能力要高出XEG1约 5倍。假弹头可以充当“诱饵”,把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。

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编辑:guoai
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