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南京农大在作物疫病发生机制方面获突破性成果

发布时间:2017-12-04 阅读:

  南京农业大学作物枯萎病防治机制突破 - 中国农业科技网

  1月13日,美国“科学”杂志以长篇文章的形式在网上发表了南京农业大学王元超教授队伍对作物病害机理的突破性成果。结果揭示了病原体攻击寄主的新型致病诱饵模式(DECOY),为疾病防治提供了重要的新方向。据悉,该刊每期只发表两篇长文。这是南京农业大学植物保护学院上个月在科学上发表的第二项突破性研究。

  研究发现,致病疫霉(Phytophthora infestans)分泌细胞外糖基水解酶(XEG1)在植物早期攻击植物细胞壁,而植物使用酶水解酶抑制剂(GIP1)抑制其活性;在进化过程中,以诱饵DECOY形式的XEG1突变体(XLP1)的失活竞争性地干扰抑制子GIP1并与XEG1协同作用于植物抗性。

  植物保护研究所的博士生马振川做了一个比喻。 XEG1相当于在植物上受到疫霉侵袭的常规导弹。当一枚导弹到达时,该工厂使用自己的导弹防御系统GIP1来抑制其攻击。有趣的是,辣椒疫霉却发展成为一种虚假的弹头,XEG1的失活突变体XLP1,虽然本身并不具有攻击性,但其结合能力比植物抑制剂GIP1大5倍左右,即假冒弹头可以作为吸引诱饵是过去作物防御体系的主力,从而保护了子弹XEG1免于利用,攻击作物造成疾病。

  在早期的研究中,研究小组还发现植物能够利用细胞膜上的受体识别XEG1并启动基础水平的抗性,但是病原体又可以分泌效应物来干扰宿主抗性。由于糖基水解酶XEG1在卵菌,真菌和细菌中广泛存在,这一发现为开发诱导植物广谱抗病性的生物农药提供了重要的理论依据。

  在接受“中国科学报”记者采访时,教育部优秀学者,农业部着名学者,教育部后大豆科学家王玉超表示,该研究提出了新的概念性理论框架为病原菌的致病机理,植物,人类病原体是第一个发现,对生物共同进化和疾病控制的认识具有非常重要的价值。

  王源潮说,即使不明病原菌侵入宿主,也会进行一次极其精密的攻击,防御,再袭,防御性的军备竞赛。深入了解这个过程就是要开发一个安全有效的疾病控制策略基金会。

  据了解,疫病引起的疫病一直被称为植物病害,是作物生产中一类重大危害性疾病,19世纪中叶在欧洲引起了马铃薯晚疫病的流行,造成了150万人饿死,数百万人逃往美洲和澳大利亚,爱尔兰的饥荒被称为人类历史上的一个转折点。已发现超过160种的致病疫霉能够感染数千种植物,是对全球食品,食品和生态安全的重要威胁。

  在我国,由致病疫霉引起的农作物病害每年造成的经济损失高达数百亿元。但由于此类疾病发病较快,变异快,疫情迅速,生产控制难度较大。南京农业大学的这一研究成果从新的视角认识到了这种疾病严重危害的分子机制,为农作物病害的可持续控制提出了新的方向。

  本文作为第一作者马振川,王玉超作为函授的作者。南京农业大学教授郑晓波教授,俄勒冈州立大学Brett Tyler教授等参加了此次研究。

  十多年前,中国科学日报记者王元超告诉记者,他们发现农作物病害在这个领域是非常有害的。马铃薯,大豆等农作物品种容易失去抗病能力,病原体易产生农药抗性。因此,他们的团队意识到,为了有效控制这种疾病,有必要了解细菌如何造成伤害。他们在2006年启动的农业部农作物流行病研究项目的支持下进行了研究,多年来也一直得到国家自然科学基金的支持。

  据了解,南京农业大学作物病害研究队伍已有三十多年的历史,现已组建了由4名国家青年,9名青年教师和70多名研究生组成的优秀科研队伍。王元超表示,团队合作是学习顺利进行的又一重要条件。

  近年来,先后承担了国家特色公益性产业,国家产业技术体系和国家自然科学基金等50多项科研项目,并发表了“科学”,“自然 - 遗传学“和”植物细胞“共120余篇文章,在农作物病害防治机制和疾病预防控制技术方面形成了具有重大国际影响力的创新团队。

  “中国科学报”记者了解到,针对生物农药发展的研究成果,提高植物抗病能力具有很好的价值。该团队正在努力进行下一步的开发利用,包括申请国内外相关专利。

关键词: 社会科学