發(fā)現(xiàn)病原菌侵害植物新機(jī)理 可抑病菌生長(zhǎng)

　　水稻與病原之間，也存在著類似人類社會(huì)“攻防戰(zhàn)”的故事。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授王石平課題組的最新研究表明，白葉枯病菌利用水稻生長(zhǎng)繁殖必不可少的顯性Xa13基因，減少銅在水稻導(dǎo)管中的分布而侵害水稻；同時(shí)，水稻中產(chǎn)生不被白葉枯病菌激活的隱性抗病基因xa13，使水稻導(dǎo)管內(nèi)銅含量能夠抑制白葉枯病菌的生長(zhǎng)，從而使水稻抗病。

　　該項(xiàng)研究不僅揭示了病原細(xì)菌利用宿主基因征服宿主的一種新機(jī)理，同時(shí)也揭示了可能涉及水稻與病原共進(jìn)化的一個(gè)典型例子。相關(guān)研究論文于9月17日在《植物細(xì)胞》Plant Cell雜志在線發(fā)表。該雜志將此文作為重點(diǎn)推薦文章，同時(shí)在線配發(fā)了介紹文章。論文第一作者為博士生袁猛，通訊作者為王石平。

　　研究發(fā)現(xiàn)，有的白葉枯病菌對(duì)銅非常敏感，提高培養(yǎng)基中銅的含量可抑制這類白葉枯病菌的生長(zhǎng)繁殖。水稻從根部吸收銅，通過(guò)導(dǎo)管將銅運(yùn)輸?shù)街仓甑母鱾€(gè)部位，而白葉枯病菌正是通過(guò)導(dǎo)管在水稻體內(nèi)蔓延引起病害。增加導(dǎo)管內(nèi)銅的含量，會(huì)抑制白葉枯病菌的生長(zhǎng)繁殖。進(jìn)一步研究表明，“狡猾”的白葉枯病菌會(huì)利用激活水稻自身不可或缺的Xa13基因該基因?qū)λ净ǚ郯l(fā)育必不可少，來(lái)消除導(dǎo)管中銅的抑制影響。白葉枯病菌通過(guò)激活Xa13基因的表達(dá)，調(diào)控銅在水稻體內(nèi)的重新分布侵害水稻。Xa13蛋白和另外兩個(gè)蛋白質(zhì)COPT1和COPT5在細(xì)胞膜上共同作用，將細(xì)胞外的銅運(yùn)輸進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，從而減少導(dǎo)管中的銅，使白葉枯病菌能夠在導(dǎo)管中繁殖并蔓延，造成水稻病害。

　　銅是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素，也是部分農(nóng)藥中的主要成分。含銅農(nóng)藥的普遍使用使得白葉枯病菌產(chǎn)生了某種抗性。白葉枯病菌能夠分泌一種效應(yīng)蛋白進(jìn)入水稻細(xì)胞內(nèi)，該蛋白與Xa13基因的啟動(dòng)子結(jié)合，激活它表達(dá)。而為了應(yīng)對(duì)這類白葉枯病菌，水稻中產(chǎn)生了啟動(dòng)子突變的隱性抗病基因xa13，它的表達(dá)不被白葉枯病菌激活，使水稻的導(dǎo)管內(nèi)銅含量能夠抑制白葉枯病菌的生長(zhǎng)，從而使得水稻抗病。

　　了解病原菌如何侵害植物的機(jī)理，將有助于有效控制農(nóng)作物病害。據(jù)王石平介紹，由白葉枯病菌引起的白葉枯病是水稻的重要病害之一，曾令全球水稻減產(chǎn)70%。了解白葉枯病菌侵害水稻的這一機(jī)制，將有助于設(shè)計(jì)有效途徑培育抗病水稻品種。

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