Science發(fā)表！西南大學(xué)解鎖水稻病害防控新方案
2025-12-19 12:02:24 來源： 第1眼TV-華龍網(wǎng)
第1眼TV-華龍網(wǎng)訊（記者 秦思思）12月19日，西南大學(xué)植物保護學(xué)院王善之研究員在《科學(xué)》（Science）發(fā)表了題為《阻斷營養(yǎng)：植物細菌病害防控新途徑》“A bacterial nutrition strategy for plant disease control”的研究論文。首次揭示了一種植物病原細菌從水稻葉片中竊取專用營養(yǎng)物質(zhì)的獨特方式，并提出了阻斷該途徑的綠色防控新策略，為應(yīng)對這一長期威脅我國水稻生產(chǎn)的頑固病害帶來了全新希望。
據(jù)悉，水稻細菌性條斑病，是由一種名為“稻生黃單胞菌”的病原細菌引起的常見病害。病菌侵染后，水稻葉片上會出現(xiàn)典型的黃褐色壞死條斑，嚴重影響光合作用，導(dǎo)致減產(chǎn)。該病害在我國南方稻區(qū)頻發(fā)，傳播快、防治難，已被列為全國農(nóng)業(yè)檢疫性對象。
長期以來，農(nóng)民多依賴銅制劑等化學(xué)農(nóng)藥進行防治，但耐藥菌株不斷出現(xiàn)，使得防控效果日益下降。同時，科學(xué)界對其致病機理了解有限，一直未能成功培育出高抗病的水稻品種，導(dǎo)致該病對水稻安全生產(chǎn)構(gòu)成持續(xù)挑戰(zhàn)。
此前研究已知，這種病菌會向水稻細胞內(nèi)分泌一類名為“效應(yīng)蛋白”的毒性蛋白，以助其生存。其中一種名為AvrBs2的效應(yīng)蛋白早在30多年前就被認為是致病關(guān)鍵，但其具體作用一直是個謎。
王善之研究員的研究終于解開了這個謎團。團隊發(fā)現(xiàn)，AvrBs2實際上是一種“營養(yǎng)合成酶”。它被病菌注入水稻細胞后，會在細胞內(nèi)合成一種環(huán)狀糖類物質(zhì)——黃單胞糖。隨后，這種糖被排出細胞外，由潛伏在葉片細胞間隙的病菌通過其細胞膜上的特定“運輸?shù)鞍住蔽者M體內(nèi)。細菌內(nèi)部還有一種“分解酶”，能將黃單胞糖分解成可直接利用的營養(yǎng)物質(zhì)，從而支持病菌大肆繁殖。
簡而言之，病菌建立了一條完整的“合成—轉(zhuǎn)運—利用”營養(yǎng)竊取流水線，持續(xù)掠奪水稻養(yǎng)分，導(dǎo)致病害發(fā)生。
基于這一發(fā)現(xiàn)，研究團隊提出了創(chuàng)新的防控思路：如果能讓水稻自身具備分解黃單胞糖的能力，就能切斷病菌的這條“糧道”。
王善之解釋說：“我們在水稻中表達可以分解黃單胞糖的酶，就能在病菌吸收之前將其降解，從而顯著增強水稻的抗病性?！边@一策略被稱為“抗黃單胞糖”育種，不僅為防治細菌性條斑病開辟了新途徑，也為其他由黃單胞菌引起的作物病害防治提供了全新方向。
《科學(xué)》期刊的評審專家對該研究給予高度評價，認為這項成果清晰揭示了病原菌如何在寄主體內(nèi)建立一套高效的營養(yǎng)掠奪系統(tǒng)，為理解病原與寄主的互作提供了全新視角。
據(jù)悉，該論文由王善之研究員畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，為論文第一作者，并與吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)孫文獻教授、美國杜克大學(xué)Sheng Yang He院士共同擔任通訊作者。西南大學(xué)植物保護學(xué)院多名研究生也參與了研究工作。研究得到了國家自然科學(xué)基金及西南大學(xué)人才引進專項等項目的支持。
責任編輯：邵煜晟
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