水稻细菌病害研究领域取得重要进展

  本报重庆12月20日电 记者张国圣、黄汉鑫从西南大学获悉，该校植物保护学院王善之研究员与合作团队成功解析了植物病原细菌从寄主组织获取专用型营养物质的新方式，从而为严重威胁水稻等作物生产的细菌性条斑病防治提供了新方向。相关研究成果《阻断营养：植物细菌病害防控新途径》已于当日发表在学术期刊《科学》杂志。

  据了解，由稻生黄单胞菌（简称Xoc）引起的细菌性条斑病，是严重威胁水稻生产的重要病害之一。由于当前水稻品种普遍缺乏对该病的抗性且病情蔓延往往迅速，该病害常年被列为我国重点检疫性作物病害。以往，生产者通常依靠铜制剂等化学农药进行防控，但近年抗药性菌株的出现，使防控形势日益严峻。同时，科学家对其致病机制了解匮乏，仍未克隆出有效抗病基因，限制了抗病品种的培育。

  此前研究表明，Xoc在侵染水稻时，其核心致病手段是向植物细胞内分泌一类名为“效应蛋白”的毒性蛋白，以帮助细菌生存繁殖。效应蛋白AvrBs2便是其中一员。早在30多年前，它就被确认为黄单胞菌致病的关键效应蛋白之一，然而其具体的作用机制长期未明。

  王善之与合作团队最新研究发现，AvrBs2其实是一种特殊的“营养合成酶”，它被病原菌Xoc释放到寄主细胞内，合成出一种环状的糖类物质——研究人员把它命名为“黄单胞糖”。Xoc细胞外膜上的一个运输蛋白XanT能把黄单胞糖吸收到细菌细胞内，接着，细菌胞内的分解酶XanP将其水解成能被细菌利用的营养物质，从而帮助细菌生长繁殖。这一发现揭示了致病菌Xoc在水稻体内建立一条“合成—转运—利用”营养通道，通过持续掠夺宿主养分来维持自身生长的机制。

  研究人员进一步在水稻体内通过表达分解酶基因xanP，成功降解AvrBs2合成的黄单胞糖,从而切断了病菌的这条营养获取途径，提升了水稻对细菌性条斑病的抗性。基于此，研究团队提出了“抗黄单胞糖”育种新策略，为防治水稻细菌性条斑病以及其他黄单胞菌引起的作物细菌病害提供了全新方向。