光明日報

本報重慶12月20日電 記者張國圣、黃漢鑫 從西南大學獲悉，該校植物保護學院王善之研究員與合作團隊成功解析了植物病原細菌從寄主組織獲取專用型營養物質的新方式，從而為嚴重威脅水稻等作物生產的細菌性條斑病防治提供了新方向。相關研究成果《阻斷營養：植物細菌病害防控新途徑》已于當日發表在學術期刊《科學》雜志。

據了解，由稻生黃單胞菌（簡稱Xoc）引起的細菌性條斑病，是嚴重威脅水稻生產的重要病害之一。由于當前水稻品種普遍缺乏對該病的抗性且病情蔓延往往迅速，該病害常年被列為我國重點檢疫性作物病害。以往，生產者通常依靠銅制劑等化學農藥進行防控，但近年抗藥性菌株的出現，使防控形勢日益嚴峻。同時，科學家對其致病機制了解匱乏，仍未克隆出有效抗病基因，限制了抗病品種的培育。

此前研究表明，Xoc在侵染水稻時，其核心致病手段是向植物細胞內分泌一類名為“效應蛋白”的毒性蛋白，以幫助細菌生存繁殖。效應蛋白AvrBs2便是其中一員。早在30多年前，它就被確認為黃單胞菌致病的關鍵效應蛋白之一，然而其具體的作用機制長期未明。

王善之與合作團隊最新研究發現，AvrBs2其實是一種特殊的“營養合成酶”，它被病原菌Xoc釋放到寄主細胞內，合成出一種環狀的糖類物質——研究人員把它命名為“黃單胞糖”。Xoc細胞外膜上的一個運輸蛋白XanT能把黃單胞糖吸收到細菌細胞內，接著，細菌胞內的分解酶XanP將其水解成能被細菌利用的營養物質，從而幫助細菌生長繁殖。這一發現揭示了致病菌Xoc在水稻體內建立一條“合成—轉運—利用”營養通道，通過持續掠奪宿主養分來維持自身生長的機制。

研究人員進一步在水稻體內通過表達分解酶基因xanP，成功降解AvrBs2合成的黃單胞糖,從而切斷了病菌的這條營養獲取途徑，提升了水稻對細菌性條斑病的抗性。基于此，研究團隊提出了“抗黃單胞糖”育種新策略，為防治水稻細菌性條斑病以及其他黃單胞菌引起的作物細菌病害提供了全新方向。