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植物真菌最怕什麼東西

生活更新时间:2024-11-17 06:52:13

植物真菌最怕什麼東西（細菌要挾植物養活自己）1

昨天深夜，中國科學院分子植物科學卓越創新中心上海植物逆境生物學研究中心Alberto Macho研究組在Cell子刊Cell Host & Microbe 在線發表了題為“青枯病菌效應蛋白挾持植物代謝以支持細菌營養”的研究論文，該研究鑒定發現了植物中青枯菌的緻病新機制。

由植物病原細菌引起的病害對全世界糧食安全造成重大威脅。其中，茄科勞爾氏菌（Ralstonia solanacearum）是細菌性青枯病的病原體，細菌病原體可通過III型分泌系統向植物細胞内注入效應蛋白，以操縱植物的免疫系統并抑制防禦反應, 從而造成細菌大量增殖最終使植物寄主發病。茄科勞爾氏菌能夠侵染包含馬鈴薯、番茄、煙草、香蕉、胡椒和茄子等重要農作物在内的200多種植物，從而造成巨大的經濟損失。然而，病原細菌如何從寄主植物體内獲得營養以支持細菌種群的快速大量生長，目前仍有待研究。

本研究鑒定出茄科勞爾氏菌通過III型分泌系統分泌一個名為RipI的效應蛋白，該蛋白可以操縱植物的新陳代謝，增強植物細胞中一種信号分子——γ－氨基丁酸（GABA）的産生。茄科勞爾氏菌在植物體内繁殖的過程中，可利用γ－氨基丁酸作為自身繁殖的營養來源，最後引起植物發病。

植物真菌最怕什麼東西（細菌要挾植物養活自己）2

該項研究還揭示了這種代謝操縱的分子機制。在植物細胞中，RipI與谷氨酸脫羧酶（GADs）相互作用，後者主要負責植物體内催化産生γ－氨基丁酸。谷氨酸脫羧酶由鈣傳感器鈣調蛋白（Calmodulin）激活。病原菌通過RipI劫持了這種調節機制，增強谷氨酸脫羧酶與鈣調蛋白之間的相互作用，從而增強了γ－氨基丁酸的産生。這一機制揭示了細菌利用植物代謝途徑的敏感調節來為細菌病原體提供營養的新策略。

植物真菌最怕什麼東西（細菌要挾植物養活自己）3

有趣的是，谷氨酸脫羧酶活性降低了的突變植物對細菌性青枯病更具抵抗力，表明谷氨酸脫羧酶是植物體内的易感性因素。這一發現也進一步證實了有針對性地編輯谷氨酸脫羧酶以增強植物抗病性的可能性。

博士研究生鮮劉和博士後餘剛博士為該論文并列第一作者，Alberto Macho研究員為該論文通訊作者。這項研究得到了中國科學院和國家自然科學基金的資助。

作者：許琦敏圖片：分子植物卓越中心提供責任編輯：任荃

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