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        科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了番茄防治細(xì)菌斑病的新系統(tǒng)
        
			
        
				2019-01-16 10:11:36
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        博伊斯湯普森研究所(BTI)和弗吉尼亞理工大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了植物與致病菌之間持續(xù)軍備競(jìng)賽的新機(jī)制，番茄用它來(lái)檢測(cè)細(xì)菌斑點(diǎn)病的致病因子。該團(tuán)隊(duì)在番茄植物中發(fā)現(xiàn)了一種新的受體，稱為FLAGELLIN-SENSING 3(FLS3)，可觸發(fā)針對(duì)細(xì)菌攻擊的防御。FLS3存在于少數(shù)植物物種中，包括番茄，馬鈴薯和胡椒。該研究發(fā)表在Nature Plants上。
        

        科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了番茄防治細(xì)菌斑病的新系統(tǒng)
        

        “這是一個(gè)受體的一個(gè)有趣的例子，它似乎最近才進(jìn)化，因?yàn)樗辉谝恍〗M植物中發(fā)現(xiàn)，”第一作者Sarah Hind說(shuō)，他是BTI的Gregory Martin教授實(shí)驗(yàn)室的研究員。“這一發(fā)現(xiàn)為將FLS3引入其他經(jīng)濟(jì)上重要的作物植物提供了可能性，這些植物可能對(duì)其他植物中不天然存在的細(xì)菌病原體產(chǎn)生抗性。”
        

        FLS3檢測(cè)到鞭毛的一部分，鞭毛是一種尾狀附屬物，可幫助細(xì)菌在其環(huán)境中游動(dòng)，主要由鞭毛蛋白組成。當(dāng)細(xì)菌侵入植物時(shí)，F(xiàn)LS3受體與鞭毛蛋白的一個(gè)區(qū)域flgII-28結(jié)合并觸發(fā)免疫反應(yīng)。
        

        FLS3是番茄中發(fā)現(xiàn)的第二種鞭毛蛋白傳感器。第一種稱為FLS2，在大多數(shù)陸地植物中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)識(shí)別一個(gè)名為flg22的鞭毛蛋白區(qū)域來(lái)檢測(cè)入侵細(xì)菌。由于許多植物具有FLS2受體，因此幾種細(xì)菌物種在其鞭毛蛋白的flg22部分中獲得了突變，并且這些突變改變了鞭毛蛋白形狀，使得FLS2不再能夠識(shí)別它。因此，獲得FLS3受體可以作為代表番茄的對(duì)策，以檢測(cè)已經(jīng)改變flg22的細(xì)菌。
        

        Martin和他的同事們與弗吉尼亞理工大學(xué)的博士后研究員Christopher Clarke和Boris Vinatzer教授合作，他們之前將flgII-28鑒定為番茄可以檢測(cè)到的鞭毛蛋白的保守片段。研究人員共同證明FLS2不能識(shí)別flgII-28，這表明存在尚未知的FLS3。此外，研究人員與北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的副教授Dilip Panthee合作，篩選了傳家寶番茄品種，發(fā)現(xiàn)包括黃梨在內(nèi)的一些品種對(duì)flgII-28沒(méi)有反應(yīng)，這表明番茄必須缺少FLS3。
        

        “發(fā)現(xiàn)一些傳家寶西紅柿，如黃梨，對(duì)flgII-28沒(méi)有反應(yīng)是使用遺傳學(xué)方法鑒定FLS3的關(guān)鍵，”資深作者馬丁說(shuō)，BTI的Boyce Schulze Downey教授和康奈爾大學(xué)的教授綜合植物科學(xué)學(xué)院。
        

        在目前的論文中，Hind使用黃梨西紅柿和番茄的野生近緣種Solanum pimpinellifolium來(lái)鑒定FLS3基因，并展示它如何起到減少細(xì)菌生長(zhǎng)的作用。但為了證實(shí)FLS3是flgII-28的受體，她需要證明這兩種分子可以在物理上相互作用。Martin和BTI實(shí)驗(yàn)室的研究人員Frank Schroeder副教授開(kāi)發(fā)了尖端的生物化學(xué)技術(shù)，以確定FLS3和flgII-28之間的穩(wěn)定復(fù)合物，從而驗(yàn)證FLS3為flgII-28受體。
        

        “證明生物分子的直接相互作用仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，我們的工作將有助于開(kāi)發(fā)探索受體 - 配體相互作用的更好方法，”共同作者，康奈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)教授施羅德說(shuō)。
        

        該研究表明植物免疫系統(tǒng)在對(duì)抗傳染性細(xì)菌的持續(xù)軍備競(jìng)賽中具有多樣性。“植物總是想出新的方法來(lái)打敗病原體，”Hind說(shuō)。“我們正試圖了解他們是如何做到的，然后利用這些知識(shí)開(kāi)發(fā)出更多抗病植物。”
        
			

			
          
        
			
        
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