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光明日報(bào)重慶12月20日電 記者從西南大學(xué)獲悉，該校植物保護(hù)學(xué)院王善之研究員與合作團(tuán)隊(duì)成功解析了植物病原細(xì)菌從寄主組織獲取專用型營養(yǎng)物質(zhì)的新方式，從而為嚴(yán)重威脅水稻等作物生產(chǎn)的細(xì)菌性條斑病防治提供了新方向。相關(guān)研究成果《阻斷營養(yǎng)：植物細(xì)菌病害防控新途徑》已于當(dāng)日發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志。
據(jù)了解，由稻生黃單胞菌（簡稱Xoc）引起的細(xì)菌性條斑病，是嚴(yán)重威脅水稻生產(chǎn)的重要病害之一。由于當(dāng)前水稻品種普遍缺乏對該病的抗性且病情蔓延往往迅速，該病害常年被列為我國重點(diǎn)檢疫性作物病害。以往，生產(chǎn)者通常依靠銅制劑等化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行防控，但近年來抗藥性菌株的出現(xiàn)，使防控形勢日益嚴(yán)峻。同時(shí)，科學(xué)家對其致病機(jī)制了解匱乏，仍未克隆出有效抗病基因，限制了抗病品種的培育。
此前研究表明，Xoc在侵染水稻時(shí)，其核心致病手段是向植物細(xì)胞內(nèi)分泌一類名為“效應(yīng)蛋白”的毒性蛋白，以幫助細(xì)菌生存繁殖。效應(yīng)蛋白AvrBs2便是其中一員。早在30多年前，它就被確認(rèn)為黃單胞菌致病的關(guān)鍵效應(yīng)蛋白之一，然而其具體的作用機(jī)制長期未明。
王善之與合作團(tuán)隊(duì)最新研究發(fā)現(xiàn)，AvrBs2其實(shí)是一種特殊的“營養(yǎng)合成酶”，它被病原菌Xoc釋放到寄主細(xì)胞內(nèi)，合成出一種環(huán)狀的糖類物質(zhì)——研究人員把它命名為“黃單胞糖”。Xoc細(xì)胞外膜上的一個(gè)運(yùn)輸?shù)鞍譞anT能把黃單胞糖吸收到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，接著，細(xì)菌胞內(nèi)的分解酶XanP將其水解成能被細(xì)菌利用的營養(yǎng)物質(zhì)，從而幫助細(xì)菌生長繁殖。這一發(fā)現(xiàn)揭示了致病菌Xoc在水稻體內(nèi)建立一條“合成—轉(zhuǎn)運(yùn)—利用”營養(yǎng)通道，通過持續(xù)掠奪宿主養(yǎng)分來維持自身生長的機(jī)制。
研究人員進(jìn)一步在水稻體內(nèi)通過表達(dá)分解酶基因XanP，成功降解AvrBs2合成的黃單胞糖，從而切斷了病菌的這條營養(yǎng)獲取途徑，提升了水稻對細(xì)菌性條斑病的抗性?；诖?，研究團(tuán)隊(duì)提出了“抗黃單胞糖”育種新策略，為防治水稻細(xì)菌性條斑病以及其他黃單胞菌引起的作物細(xì)菌病害提供了全新方向。（記者張國圣 黃漢鑫）
責(zé)任編輯：孫夢雨
