阻止稻瘟病蔓延,Science报道最新突破

【字体: 时间:2018年03月28日 来源:生物通

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  科学家们找到了一种阻止稻瘟病蔓延的潜在方法。

  

稻瘟病是水稻重要病害之一,主要为害叶片、茎秆、穗部,可引起大幅度减产,严重时减产40%~50%,甚至颗粒无收。每年因稻瘟损失的大米足够养活6000万人。病菌以分生孢子和菌丝体稻谷上越冬。翌年产生分生孢子借风雨传播到稻株上,萌发侵入寄主向邻近细胞扩展发病,形成中心病株。多年来,科学家们一直未曾查明,致病菌的侵入性菌丝(hyphae)到底是如何从一个细胞扩散到另一个细胞。英国埃克塞特大学(University of Exeter)领导的一个国际研究小组在《Science》发文,解开了真菌在水稻叶片中的扩散谜团。


文章阐述了真菌(Magnaporthe oryzae)如何巧妙地自我挤压通过植物细胞之间的胞间连丝(plasmodesmata)。“这是一个令人兴奋的突破,我们观察到真菌能跨水稻细胞偷偷移动,逃避植物免疫系统识别,”通讯作者Nick Talbot FRS教授说。

“这明显抑制了胞间连丝的免疫反应,在通过这样一个狭小空间时,真菌主动压缩了自己。而这一切都是由一个单一的调节蛋白控制实现的,真是一项了不起的壮举。”
 
研究人员运用化学遗传学方法突变Pmk1后,发现真菌被限制在了单个细胞内而无法转移。Pmk1调节真菌分泌抑制宿主免疫防御的效应蛋白表达,阻止了胞间连丝内活性氧的生成和过度的胼胝质(callose)沉积。此外,Pmk1还控制菌丝收缩,限制了真菌的自我压缩,导致无法通过胞间连丝进行跨细胞转移。

Pmk1编码一种被称为促分裂原活化蛋白(mitogen-activated protein,MAP)激酶的真菌酶类,由于它是负责调控稻瘟病侵入性生长的关键,研究小组希望将这种酶作为靶点,进一步确定这种毁灭性疾病的分子基础。

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原文检索:A single fungal MAP kinase controls plant cell-to-cell invasion by the rice blast fungus

(生物通:伍松)

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