中國食品網(wǎng)

Nature Plants封面刊登水稻抗擊病菌入侵的“秘密武器”

   2021-01-18 浙江大學(xué)49040
   近日,《Nature Plants》以封面論文形式刊登了浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院微生物生態(tài)化學(xué)研究小組題為“Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice”的研究成果。該研究率先揭示了水稻與種子內(nèi)生菌響應(yīng)病原菌脅迫的共進化規(guī)律,并提出種子是親本抗病性“進化遺產(chǎn)”的新觀點。研究為抗病性資源挖掘、抗病性喪失治理開辟了新途徑,對研發(fā)新型微生物組“綠色農(nóng)藥”具有重要意義。
 
  種傳細菌病害嚴(yán)重影響我國谷物類糧食作物的安全生產(chǎn)。探索抗病性是研發(fā)環(huán)境友好型病害防控技術(shù)的基礎(chǔ),對穩(wěn)定全球糧食供應(yīng)起著重要作用。在與病原菌進行的長期“軍備競賽”中,植物抗病性受天然免疫系統(tǒng)進化所驅(qū)動。然而,植物抗病性是否與自身攜帶的微生物組有關(guān)?是否能夠世代遺傳?這些科學(xué)問題仍鮮為人知。
 
  為了尋找答案,研究人員收集了8172份水稻種質(zhì)樣本。在觀察抗病性表型時,發(fā)現(xiàn)了一種有趣的表型分化現(xiàn)象:抗病性分化表型具有地理分布特異性,且與其種子內(nèi)生細菌群落結(jié)構(gòu)的差異緊密相關(guān)。抗性表型的內(nèi)生微生物組結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)的顯著富集。跟進分析表明,核心成員瓜類鞘氨醇單胞菌(Sphingomonas melonis)不僅能在抗性表型中世代傳遞,而且可賦予易感表型抗病性。S. melonis在水稻細菌性穗枯病菌(Burkholderia plantarii)侵染時作出負反饋響應(yīng),在質(zhì)外體中積累化學(xué)小分子信號氨茴酸(Anthranilic Acid)。B. plantarii接觸氨茴酸后,其RpoS轉(zhuǎn)錄級聯(lián)反應(yīng)調(diào)控的毒力因子(Tropolone)生物合成通路受到干擾,最終喪失侵染力。綜上表明,種子內(nèi)生菌作為宿主植物的“延伸免疫系統(tǒng)”,為抗擊病原菌前線構(gòu)筑了另一道“防線”。
 
  該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、浙江大學(xué)高層次人才培育支持專項計劃等項目資助。浙江大學(xué)博士研究生松本春柰為論文第一作者,王蒙岑副教授為通訊作者,奧地利格拉茨工業(yè)大學(xué)(Graz University of Technology)Tomislav Cernava助理教授為共同通訊作者。浙江大學(xué)為第一和通訊作者單位。
 
  原文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41477-020-00826-5
 
 ?。ㄞr(nóng)藥與環(huán)境毒理研究所供稿)
 
舉報 0 收藏 0 打賞 0評論 0
推薦圖文
推薦資訊
點擊排行
網(wǎng)站首頁  |  關(guān)于我們  |  新手幫助  |  信息發(fā)布規(guī)則  |  版權(quán)隱私  |  服務(wù)條款  |  聯(lián)系我們  |  網(wǎng)站地圖  |  排名推廣  |  廣告服務(wù)  |  積分換禮  |  RSS訂閱  |  違規(guī)舉報