来源:光明网重庆12月20日电 记者张国胜、黄汉鑫在西南大学获悉,该校植保系王善志研究员及其团队成功解析出一种植物病原菌从寄主组织获取特殊营养物质的新方法,为严重威胁水稻等农作物生产的细菌性条斑病的防治提供了新方向。相关研究成果《营养阻断:防治植物细菌策略的新方法》当天发表在学术期刊《科学》上。米黄单胞菌(Xanthomonas oryzae,简称Xoc)引起的病害被认为是严重威胁水稻生产的重要病害之一。由于现有水稻品种普遍对该病害抵抗力较差,且传播速度快,因此该病害被列为重要检疫病害。我国一年四季都有农作物。此前,种植者经常使用铜制剂等化学农药进行防治。但近年来,随着耐药菌的出现,防控形势日益困难。同时,科学家对该病害的发病机制尚不了解,尚未克隆出有效的抗病基因,限制了抗病品种的培育。此前的研究表明,Xoc感染水稻的主要方法是向植物细胞分泌一种称为“效应蛋白”的有毒蛋白质,帮助细菌生存和繁殖。 andfectora AvrBs2 蛋白就是其中之一。早在 30 年前,它就被确定为黄单胞菌毒力的关键效应蛋白之一。但长期以来其具体作用机制尚不清楚。王善志团队最新研究揭示AvrBs2实际上是一种特殊的“营养合成酶”,由致病菌 Xoc 释放到宿主细胞中,合成一种环状糖物质,研究人员将其命名为“黄单糖”。 Xoc细胞外膜上的转运蛋白XanT可以将黄单糖吸收到细菌细胞中。接下来,细菌细胞中的 XanP 降解酶将细菌水解成细菌可以利用的营养物质。它有助于生长和繁殖。这一发现揭示了病原菌在水稻中表达xanP降解酶基因,成功降解AvrBs2合成的黄胺·壬糖,阻断病原菌养分获取途径,提高水稻对细菌性条斑病的抗性的机制。基于此,研究团队提出了新的“抗黄单胞菌”育种策略,为黄单胞菌引起的水稻条斑病等细菌性作物病害的防治提供了新的方向。
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