中美法學者揭示動植物病原卵菌致病機理——據稱對藥物和殺菌劑研發具有開拓性意義

由中國西北農林科技大學、美國弗吉尼亞理工大學和法國農業科學院科學家組成的研究小組，在揭示真核類動植物病原菌特別是卵菌的致病機理方面取得重要突破，發現了真核類病菌效應蛋白進入動植物寄主細胞的一種普遍機理，研究結果《膜外3-磷酸磷脂酰肌醇分子介導真核病原菌效應蛋白進入動植物寄主細胞》發表在7月23日出版的國際學術期刊《細胞》雜志上。

卵菌包括霜霉菌、疫霉菌和腐霉菌等，是一類真核微生物，能造成廣泛的農作物和林業損失，1840年左右造成愛爾蘭大饑荒的馬鈴薯晚疫病和1990年左右美國西海岸的櫟樹猝死病就是其中的代表。至今，晚疫病仍是馬鈴薯生產中最為嚴重的病害問題。病菌對寄主的侵染定殖和病害的發生，涉及病菌產生的一系列在寄主細胞內發揮干擾效應的小分子蛋白。雖然科學家15年前即已在原核的病原細菌研究方面取得突破，揭示了病原細菌III型分泌系統在其效應蛋白的跨膜轉運、進入寄主細胞的關鍵作用，然而對真核類病菌效應蛋白轉運機理的認識仍然十分有限。這些在序列上高度分化多樣的真核類病菌效應蛋白，如何進入寄主細胞，是否存在共同的機理進入寄主細胞，是全球科學家十分關注的問題之一。

西北農林科技大學教授單衛星一直從事馬鈴薯晚疫病防控的應用與基礎研究。作為此項研究的負責人之一，他介紹說，在已完成全基因組測序的馬鈴薯晚疫病菌基因組中，僅RXLR類效應蛋白家族就有600～700個序列上高度分化的成員，認識這些效應蛋白如何進入寄主細胞，對建立新型的病害防控策略意義重大。該研究小組發現，植物細胞質膜外存在大量的3-磷酸磷脂酰肌醇分子，卵菌RXLR效應蛋白通過與其結合進入寄主細胞。

此項研究的骨干成員之一、西北農林科技大學博士生顧彪介紹，卵菌致病關鍵的RXLR效應蛋白與3-磷酸磷脂酰肌醇分子的結合是由RXLR結構域介導的；植物病原真菌的效應蛋白也存在類似卵菌RXLR效應蛋白的功能結構域，并且通過與3-磷酸磷脂酰肌醇分子的結合進入寄主植物細胞。單衛星還介紹說，課題組的研究揭示了真核類病原菌效應蛋白進入動植物寄主細胞的一種普遍機理，這對藥物和殺菌劑研發具有開拓性的意義。

據悉，此項研究得到科技部“973”項目和現代農業產業技術體系的資助。