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(shí)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。
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(guò)對(duì)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(guò)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。
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(lái)了植物會(huì)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(huì)進(jìn)化出“假?gòu)楊^”糖基水解酶XEG1的失活突變體XLP1。“假?gòu)楊^”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(guò)去，從而保護(hù)“真彈頭”XEG1乘虛而入。
“病原菌在侵入宿主的過(guò)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(jìng)賽’。”王源超說(shuō)，“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)?！?