植物大战真菌胜负难料，真菌中新发现蛋白可绕过“植物防御”

一种新发现的蛋白质导致向日葵和600多种其他植物物种中的白霉茎腐烂的真菌绕过植物的防御。图片来源：美国农业部农业研究服务部

科技日报记者 张梦然

美国农业部农业研究服务部（ARS）和华盛顿州立大学的一个小组发现了一种蛋白质，这种蛋白质能让600多种植物中导致白霉茎腐烂的真菌克服“植物防御”。该项研究成果近日发表在《自然·通讯》杂志上。

对这种名为SsPINE1的蛋白质的了解，可帮助研究人员开发新的、更精确的控制系统，用于控制攻击马铃薯、大豆、向日葵、豌豆、扁豆、油菜和许多其他阔叶作物的菌核菌。在严重暴发的一年，菌核菌造成的损失可能高达数十亿美元。

名为S. sclerotiorum真菌通过分泌多聚半乳糖醛酸酶（PG）导致植物腐烂和死亡，这种化学物质会破坏植物的细胞壁。植物通过产生一种阻止或抑制真菌PG的蛋白质来保护自己，该蛋白质标记为PGIP，于1971年被发现。从那时起，科学家们已经知道一些真菌病原体有办法克服植物的PGIP，但他们无法识别它。

“本质上是真菌病原体与其植物宿主之间持续的军备竞赛，一场激烈的攻防之战，其中每一方都在不断发展和改变其化学策略，以绕过或克服对方的防御。” 研究负责人、ARS谷物豆科植物遗传学生理学研究部研究植物病理学家陈卫东说。

研究人员说，识别SsPINE1的关键是在真菌细胞之外寻找它。他们通过观察真菌排泄的物质发现了它。为了证明蛋白质SsPINE1是让菌核菌绕过植物PGIP的原因，研究人员在实验室中删除了真菌中的蛋白质，这大大降低了它的影响。

华盛顿州立大学植物病理学系副教授、该论文的合著者田中究表示：“它回答了科学家在过去50年中提出的所有这些问题：为什么这些真菌总能绕过植物的防御系统？为什么它们的宿主范围如此广泛？为什么它们如此成功？”

SsPINE1的发现为研究控制白霉菌茎腐病病原体开辟了新途径，包括更有效、更有针对性的育种，以使植物对菌核病具有天然抗性。研究团队已经表明，其他相关的真菌病原体使用这种反策略，这只会使这一发现变得更加重要。

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