我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)病原菌全新致病機制

我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)病原菌全新致病機制

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授王源超領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊日前取得一項關(guān)于作物疫病發(fā)生機制的突破性成果，揭示了病原菌攻擊宿主的全新致病機制——“誘餌模式”。這是人類首次在更精準的層面認識這類嚴重危害植物的病原菌分子機理，為改良農(nóng)作物的持久抗病性提供了新方向。

國際知名學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)》（《Science》）在線發(fā)表了這項成果。病原菌是一類能夠入侵宿主引起感染的微生物，包括細菌、真菌和病毒等。目前已發(fā)現(xiàn)的病原菌有160多種，是全球糧食、食品和生態(tài)安全的重要威脅。由于這類病害發(fā)病快、變異快、流行快，防控一直較難。

通過對一種重要的病原菌——疫霉菌的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在入侵植物的早期，疫霉菌向細胞外分泌糖基水解酶XEG1攻擊植物細胞壁，而植物則利用水解酶抑制子GIP1抑制其活性。在進化過程中，疫霉菌又獲得了XEG1的失活突變體XLP1，以誘餌“DECOY”的方式干擾抑制子GIP1，與糖基水解酶

XEG1協(xié)同攻擊植物的抗病性。

歷史上，疫霉菌引起的農(nóng)作物疫病曾被稱為“植物瘟疫”，19世紀中期引起歐洲的馬鈴薯晚疫病大流行，導(dǎo)致150萬人餓死，數(shù)百萬人逃亡美洲和澳洲。

該成果第一作者馬振川博士打了個比方：糖基水解酶XEG1相當于疫霉菌攻擊植物的“常規(guī)導(dǎo)彈”。導(dǎo)彈來了植物會啟用自身的防御系統(tǒng)水解酶抑制子GIP1抵御攻擊。但是，疫霉菌又會進化出“假彈頭”糖基水解酶XEG1的失活突變體XLP1?！凹購楊^”雖然沒有攻擊性，但它和植物抑制子GIP1的結(jié)合能力高出XEG1約 5倍，因此可以充當“誘餌”把作物防御系統(tǒng)的主要“兵力”吸引過去，從而保護“真彈頭”XEG1乘虛而入。

“病原菌在侵入宿主的過程中，上演著極其復(fù)雜和精確的‘攻擊、防御，再攻擊、再防御’的‘軍備競賽’。”王源超說，“由于糖基水解酶XEG1在卵菌、真菌和細菌中都廣泛存在，因此這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)能誘導(dǎo)植物廣譜抗病性的生物農(nóng)藥提供了重要的理論基礎(chǔ)。”