我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)病原菌全新致病機(jī)制

我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)病原菌全新致病機(jī)制

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授王源超領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)日前取得一項(xiàng)關(guān)于作物疫病發(fā)生機(jī)制的突破性成果，揭示了病原菌攻擊宿主的全新致病機(jī)制——“誘餌模式”。這是人類首次在更精準(zhǔn)的層面認(rèn)識這類嚴(yán)重危害植物的病原菌分子機(jī)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(xiàng)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(xì)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(xì)胞外分泌糖基水解酶XEG1攻擊植物細(xì)胞壁，而植物則利用水解酶抑制子GIP1抑制其活性。在進(jìn)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(jì)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(gè)比方：糖基水解酶XEG1相當(dāng)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(jìn)化出“假彈頭”糖基水解酶XEG1的失活突變體XLP1。“假彈頭”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(dāng)“誘餌”把作物防御系統(tǒng)的主要“兵力”吸引過去，從而保護(hù)“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(xì)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)。”