您当前的位置:首页 >> 科技中心 >> 科技进展 >> 种植业 >> 正文
研究人员发现马铃薯晚疫病的发病机制
日期:2018-01-09 作者:编审:龚晶 来源:农科智库 点击:
     由德国蒂宾根大学(University of Tübingen)科学家领衔的国际研究团队发现了一种溶细胞(cytolytic)毒素的活动方式。溶细胞素由细菌和真菌等病原体产生,在未采取化学防护措施的情况下,可令收成毁于一旦。该研究由蒂宾根大学及其在美国伯克利(Berkelry)、法国波尔多(Bordeaux)、斯洛文尼亚卢布尔雅那(Ljubljana)、比利时列日(Liége)、日本和光(Liége)以及德国哥廷根(Göttingen)的合作机构共同完成,研究结果或许能帮助人们找到更好的方法,令农作物免受此类病原体之害。该研究发表在最新一期的《科学》(Science)杂志上。
    1845年开始的爱尔兰大饥荒(GreatFamine)造成约100万人死亡,另有100多万人被迫迁移。饥荒爆发的原因是,在1845年及之后数年,一种叫做马铃薯晚疫病致病疫霉(phytophthorainfestans)的卵菌(oomycete)引发马铃薯晚疫病,受感染的马铃薯植株迅速死亡,马铃薯块茎也遭到破坏,导致马铃薯作物大歉收。
    “这种致病生物生产的溶细胞素是一种名副其实的嗜杀毒素。”蒂宾根大学植物分子生物学中心(Center for Plant MolecularBiology)伊莎贝尔·阿尔伯特(IsabellAlbert)博士说,“该致病生物的目的在于杀死植物细胞,从而靠死亡组织生存。”因此,溶细胞素在植物细胞的细胞膜上穿孔,造成无可挽回的损伤。植物细胞一旦被感染就会死亡。
    阿尔伯特解释说,马铃薯晚疫病致病疫霉并不是唯一会使用上述方式杀死植物的病原体。此外还有主要针对根茎的胡萝卜软腐病果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum),针对水果和蔬菜作物的葡萄孢属真菌(Botrytis fungus)等。但人们至今仍未弄明白为什么这些溶细胞素在对某些植物造成严重破坏的同时却不会影响其他植物。“比方说,所有谷类作物都不会受到这种毒素侵害,”阿尔伯特说,“因此马铃薯晚疫病不会影响谷物。”
    目前研究人员发现,植物对溶细胞素的敏感性取决于植物细胞内的一种受体,而不同类型植物的这种受体有着明显的区别。虽然这种受体都是糖残基与脂肪组成的分子链,但是马铃薯和番茄等植物中这一分子链较短,而谷类作物中的分子链要长很多。阿尔伯特在报告中写道,“谷类作物细胞内的受体分子链更长,说明溶细胞素虽然可以与小麦和大麦细胞内的受体相连,但却不能接触到细胞膜,因此也就不会造成致命的影响。”
    领导该项研究的索斯滕·纽伦堡(Thorsten Nürnberger)教授解释道,不同毒素受体的特性有着重要的潜在应用。“很多杂草细胞内的受体也对溶细胞素敏感。”这使得人们可以用针对性非常强的微生物毒素来生产天然除草剂,相较于目前的草甘膦等除草剂,天然除草剂对环境更为友好。
    纽伦堡称该研究带来的另一个前景是新型生物植物保护剂的开发。他相信人们可以利用特殊的糖分子来阻断溶细胞毒素,不让它们进入脆弱的植物细胞。纽伦堡说,通过这种方法,我们可以有效预防许多致命的植物疾病。
注:本网站为公益性网站,若单位或个人不同意刊载本信息请与本站联系。
 
 
版权所有:北京市农林科学院农业信息与经济研究所
电 话: 010-12396(按0转人工) 地 址:北京市海淀区板井曙光花园中路9号
京ICP证090834号 京ICP备09053977号 京公网安备11010802014047