解除植物對(duì)寄生蟲的免疫力
線蟲對(duì)農(nóng)業(yè)構(gòu)成巨大威脅,因?yàn)樗鼈兗纳谛←?,大豆和香蕉等重要作?但植物可以保護(hù)自己。波恩大學(xué)的研究人員與諾維奇Sainsbury實(shí)驗(yàn)室的合作者一起發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì),可以讓植物識(shí)別來自蠕蟲的化學(xué)信號(hào)并啟動(dòng)對(duì)入侵者的免疫反應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)將有助于開發(fā)對(duì)這類寄生蟲具有增強(qiáng)保護(hù)作用的作物植物。這項(xiàng)工作發(fā)表在最新一期的PLoS病原體上。
植物寄生線蟲是寄生蟲,它們寄生在寄主植物中以提取水分和養(yǎng)分。飼養(yǎng)過程嚴(yán)重?fù)p害寄主植物。線蟲感染會(huì)破壞根和莖的結(jié)構(gòu),影響植物從土壤中吸收養(yǎng)分的能力,最終降低作物產(chǎn)量。小麥,大豆和香蕉等重要作物的年損失超過10%。除了造成直接損害外,線蟲感染還為其他病原體侵入和攻擊宿主植物提供了機(jī)會(huì)。
到目前為止,關(guān)于植物對(duì)線蟲的一般先天免疫反應(yīng)幾乎一無所知。波恩大學(xué)的一個(gè)研究小組與來自諾里奇的塞恩斯伯里實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家合作,現(xiàn)在已經(jīng)在擬南芥(Arabidopsis thaliana)中發(fā)現(xiàn)了一種叫做NILR1的基因,它可以幫助植物感知線蟲。“NILR1是一種受體蛋白的遺傳密碼,它定位于植物細(xì)胞表面,能夠結(jié)合并識(shí)別其他分子,”波恩大學(xué)分子植物醫(yī)學(xué)系主任Florian Grundler教授說。“NILR1很可能識(shí)別來自線蟲的分子,在此分子上,它會(huì)被激活,植物的免疫反應(yīng)被釋放出來。”
NILR1識(shí)別廣譜的線蟲
盡管已經(jīng)鑒定了一些受體,即所謂的抗性基因,其提供針對(duì)特定類型的植物寄生線蟲的保護(hù),但是NILR1識(shí)別出更廣譜的線蟲。“關(guān)于NILR1的好處是,它似乎在各種農(nóng)作物中都很保守組織負(fù)責(zé)人Shahid Siddique博士說:“它提供了對(duì)許多線蟲物種的保護(hù)。”NILR1的發(fā)現(xiàn)也引發(fā)了對(duì)線蟲衍生分子的質(zhì)疑,這種分子被認(rèn)為是這一過程不可或缺的一部分。“現(xiàn)在這是一個(gè)重要的受體被發(fā)現(xiàn)后,科學(xué)家們正在努力尋找與NILR1結(jié)合的分子來開啟免疫反應(yīng)。兩位第一作者,該部門的博士生分享項(xiàng)目中的任務(wù)。而Mary Wang'ombe專注于受體蛋白及其功能,Badou Mendy專注于分離線蟲釋放的信號(hào)分子。
抗病作物的新選擇
波恩大學(xué)科學(xué)家的研究結(jié)果揭示了使作物對(duì)線蟲更具抵抗力的新觀點(diǎn)。他們已經(jīng)可以證明,重要的作物如番茄和甜菜也具有NILR1的功能同源物 - 這是進(jìn)一步特定育種的良好基礎(chǔ)。一旦線蟲信號(hào)被表征,將有新一代天然化合物能夠在植物中誘導(dǎo)防御反應(yīng),從而為安全和可持續(xù)的線蟲控制鋪平了道路。
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