一種新發現的蛋白質導致向日葵和600多種其他植物物種中的白霉莖腐爛的真菌繞過植物的防御。圖片來源：美國農業部農業研究服務部
科技日報記者 張夢然
美國農業部農業研究服務部（ARS）和華盛頓州立大學的一個小組發現了一種蛋白質，這種蛋白質能讓600多種植物中導致白霉莖腐爛的真菌克服“植物防御”。該項研究成果近日發表在《自然·通訊》雜志上。
對這種名為SsPINE1的蛋白質的了解，可幫助研究人員開發新的、更精確的控制系統，用于控制攻擊馬鈴薯、大豆、向日葵、豌豆、扁豆、油菜和許多其他闊葉作物的菌核菌。在嚴重暴發的一年，菌核菌造成的損失可能高達數十億美元。
名為S. sclerotiorum真菌通過分泌多聚半乳糖醛酸酶（PG）導致植物腐爛和死亡，這種化學物質會破壞植物的細胞壁。植物通過產生一種阻止或抑制真菌PG的蛋白質來保護自己，該蛋白質標記為PGIP，于1971年被發現。從那時起，科學家們已經知道一些真菌病原體有辦法克服植物的PGIP，但他們無法識別它。
“本質上是真菌病原體與其植物宿主之間持續的軍備競賽，一場激烈的攻防之戰，其中每一方都在不斷發展和改變其化學策略，以繞過或克服對方的防御。” 研究負責人、ARS谷物豆科植物遺傳學生理學研究部研究植物病理學家陳衛東說。
研究人員說，識別SsPINE1的關鍵是在真菌細胞之外尋找它。他們通過觀察真菌排泄的物質發現了它。為了證明蛋白質SsPINE1是讓菌核菌繞過植物PGIP的原因，研究人員在實驗室中刪除了真菌中的蛋白質，這大大降低了它的影響。
華盛頓州立大學植物病理學系副教授、該論文的合著者田中究表示：“它回答了科學家在過去50年中提出的所有這些問題：為什么這些真菌總能繞過植物的防御系統？為什么它們的宿主范圍如此廣泛？為什么它們如此成功？”
SsPINE1的發現為研究控制白霉菌莖腐病病原體開辟了新途徑，包括更有效、更有針對性的育種，以使植物對菌核病具有天然抗性。研究團隊已經表明，其他相關的真菌病原體使用這種反策略，這只會使這一發現變得更加重要。
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