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科研進(jìn)展
昆明植物所在植物抵御鏈格孢菌的分子機(jī)理上取得新進(jìn)展 文章來源:資源植物與生物技術(shù)所級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2014-01-20 | 作者:吳勁松 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 鏈格孢菌(Alternaria alternata)是一種營腐生性生活的病原真菌。其多個(gè)病理小種可以感染諸多的經(jīng)濟(jì)作物如:馬鈴薯、梨、柑橘、煙草,每年均造成國民經(jīng)濟(jì)巨大的損失。目前對該真菌的防控還沒有太好的辦法,客觀上迫切的需要我們了解其侵入機(jī)理,為該真菌導(dǎo)致的病害的防控提供理論和實(shí)踐上的指導(dǎo)。 在中國科學(xué)院昆明植物研究所吳建強(qiáng)團(tuán)隊(duì)(中德馬普伙伴小組)的吳勁松研究員的帶領(lǐng)下,利用分子生態(tài)學(xué)研究中應(yīng)用最廣的野生二倍體煙草(Nicotiana attenuata)為模式植物,研究其長期進(jìn)化來的抵御鏈格孢菌入侵的分子機(jī)理。結(jié)果表明該病原菌主要通過葉片的氣孔侵入,而野生煙草可以快速的通過激活脫落酸(ABA)信號及下游的有絲分裂原激活的蛋白激酶4 (mitogen activated protein kinase 4),來關(guān)閉氣孔,達(dá)到降低病原真菌入侵的目的。飼喂外源的脫落酸或者黑暗處理,均可以誘導(dǎo)氣孔快速的關(guān)閉,因此這兩種處理均可以增強(qiáng)植物對該病菌的抗性;而相反的,當(dāng)有絲分裂原激活的蛋白激酶4基因被沉默后,植物的氣孔不再能對真菌的入侵做出關(guān)閉的反應(yīng),因此該植物變的非常的感病。 更有意思的是,不同葉齡的葉片對鏈格孢菌的抗性是不一樣的;成熟的葉片感病,而幼嫩的葉片抗病。后者抗病的原因至少部分是由于其能更強(qiáng)的誘導(dǎo)脫落酸信號途徑所致;這些結(jié)果在極大的程度上回答了大田里鏈格孢菌在成熟的煙草葉片上高發(fā)的原因。 該成果以題目為“Requirement of ABA signalling-mediated stomatal closure for resistance of wild tobacco to Alternaria alternata”在植物病理學(xué)經(jīng)典的期刊Plant Pathology (top 10 journal in Agronomy)上發(fā)表,詳細(xì)見網(wǎng)址:http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/%28ISSN%291365-3059/earlyview。其中碩士研究生孫歡歡和來自西北農(nóng)林科技大學(xué)的訪問學(xué)者胡鑫博士是該論文共同的第一作者。 圖1:鏈格孢菌的侵入和病癥狀況。 a:侵染20小時(shí)后大部分的真菌通過氣孔侵入,白色箭頭所指。b:48小時(shí)后真菌在葉片里大量的繁殖。圖中綠色顯示的是真菌的菌絲。c:5天后的病斑。 圖2;有絲分裂原激活的蛋白激酶4基因被沉默后,植物的氣孔不再能對真菌的入侵做出關(guān)閉的反應(yīng) (a),因此該植物無論是成熟的還是幼嫩的葉片均變的更感病 (b)。
圖3:野生煙草抵御鏈格孢菌入侵的工作模型。 當(dāng)植物感受到真菌入侵后,快速激活脫落酸和有絲分裂原激活的蛋白激酶4,來關(guān)閉氣孔,從而達(dá)到抵御真菌入侵的目的。 |
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