研究人員繪製出病原體入侵植物的路徑圖

編譯：龔晶 北京市農林科學院農業信息與經濟研究所

在一次細菌「偷襲」中，一些致病微生物操縱植物激素，不受察覺地侵入宿主。聖路易斯華盛頓大學（Washington University）的生物學家通過描述「侵入者」合成生長素——植物發育中的中心激素——所使用的獨特生物化學途徑，揭示了一位「侵入者」的信息。

在2018年1月12日出版的《公共科學圖書館?醫學》（PLoS Medicine）雜誌上發表的一篇論文中，研究小組展示了一種病原體——丁香假單胞菌（Pseudomonas syringae）如何利用生長素抑制寄主的防禦，並促進寄生和疾病發展。壞細菌會感染各種各樣的植物，造成斑點瑕疵，這是番茄種植戶所熟知的一種災害。

生長素控制著植物的一系列反應，包括細胞和組織生長以及正常發育。科學家早就認識到微生物能夠製造它們自己的生長素版本，但源自病原體的生長素在促進疾病發展方面起到的作用還不甚明晰。

藝術與科學學院生物學教授芭芭拉·坤科爾（Barbara Kunkel）說：「病原體正在產生一種植物已經生成的重要化合物，但是良性物質過多最終還是不利於植物的生長。我們的數據表明，額外的生長素正在發生轉移或重新引導宿主的反應，這一過程有利於葉組織內病原體的生長。」

坤科爾分子遺傳學實驗室的研究人員發現了丁香假單胞菌菌株DC3000用來合成生長素的一種新型酶。然後，他們在生物化學教授約瑟夫·傑茲（Joseph Jez）和生物學教授約瑟·傑斯（Soon Goo Lee）的幫助下對酶的生物化學特性進行鑒定，並繪製出酶的三維結構。他們還修改了細菌的基因組成，使其生長素所生產的酶失效，並測試了突變細菌在沒有「秘密武器」的情況下傳播疾病的能力。

他們的發現表明，由病原體產生的生長素促進了病原體在植物組織中擴散的能力，從而增加了受感染植物疾病癥狀的嚴重性。

坤科爾說：「植物已經進化成一個由不同荷爾蒙控制的防禦信號傳導途徑的精密平衡體。

「有趣的是，生長素抑制了水楊酸介導的防禦反應，實際上它稍微降低了這種反應的強度，但足以使病原體增長到比正常情況下更高的水平。」

這一新的發現打開了新控制策略的發展之門，可以設想，人類未來可能阻斷病原體的傳播路徑。（來源：華盛頓大學（聖路易斯）北京市農林科學院農業信息與經濟研究所報道）

本文系獨家編譯報道，轉載請註明出處。

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