科技日報北京4月25日電 （記者張夢(mèng)然）美國農業(yè)部農業(yè)研究服務(wù)部（ARS）和華盛頓州立大學(xué)的一個(gè)小組發(fā)現了一種蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)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(fā)表在《自然·通訊》雜志上。

對這種名為SsPINE1的蛋白質(zhì)的了解，可幫助研究人員開(kāi)發(fā)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(fā)的一年，菌核菌造成的損失可能高達數十億美元。

名為S.sclerotiorum的真菌通過(guò)分泌多聚半乳糖醛酸酶（PG）導致植物腐爛和死亡，這種化學(xué)物質(zhì)會(huì )破壞植物的細胞壁。植物通過(guò)產(chǎn)生一種阻止或抑制真菌PG的蛋白質(zhì)來(lái)保護自己，該蛋白質(zhì)標記為PGIP，于1971年被發(fā)現。從那時(shí)起，科學(xué)家們已經(jīng)知道一些真菌病原體有辦法克服植物的PGIP，但他們無(wú)法識別它。

“本質(zhì)上是真菌病原體與其植物宿主之間持續的軍備競賽，一場(chǎng)激烈的攻防之戰，其中每一方都在不斷發(fā)展和改變其化學(xué)策略，以繞過(guò)或克服對方的防御。”研究負責人、ARS谷物豆科植物遺傳學(xué)生理學(xué)研究部研究植物病理學(xué)家陳衛東說(shuō)。

研究人員說(shuō)，識別SsPINE1的關(guān)鍵是在真菌細胞之外尋找它。他們通過(guò)觀(guān)察真菌排泄的物質(zhì)發(fā)現了它。為了證明蛋白質(zhì)SsPINE1是讓菌核菌繞過(guò)植物PGIP的原因，研究人員在實(shí)驗室中刪除了真菌中的蛋白質(zhì)，這大大降低了它的影響。

華盛頓州立大學(xué)植物病理學(xué)系副教授、該論文的合著(zhù)者田中究表示：“它回答了科學(xué)家在過(guò)去50年中提出的所有這些問(wèn)題：為什么這些真菌總能繞過(guò)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(fā)現為研究控制白霉菌莖腐病病原體開(kāi)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(jīng)表明，其他相關(guān)的真菌病原體使用這種反策略，這只會(huì )使這一發(fā)現變得更加重要。