超越传统认知！Cell子刊（IF=20.6）最新研究揭示一种病原体如何威胁地球上的所有植物
学术
2024-12-28 23:49
江苏
英国约翰英纳斯中心Phil Carella博士团队的研究人员发现，细菌在植物中传播病害的能力比之前所知的更为广泛。通过研究假单胞菌（Pseudomonas syringae），他们发现毒素丁香霉素（syringomycin）对开花植物和非开花植物均有影响，这表明该病原体具有广泛的感染不同植物物种的潜力。2024年12月19日，这项研究发表于国际权威学术期刊《Cell Host & Microbe》上，题为A necrotizing toxin enables Pseudomonas syringae infection across evolutionarily divergent plants的研究论文。![]()
Phil Carella博士的研究团队采用进化的方法研究了假单胞菌的多样性，这种已知会感染多种作物的植物病原体，以探讨它如何针对远缘关系的植物物种。他们专注于由高传染性的假单胞菌菌株产生的细菌毒素丁香霉素，并测试了其对开花和非开花植物的效果。实验显示，丁香霉素对非开花植物，如地钱和蕨类植物，具有高度毒性，导致组织损伤并触发与胁迫相关的基因活动。这些效果对于非开花植物的感染而言尤为重要，相比之下，在开花植物中则不那么显著。这一发现令人惊讶，因为目前研究人员对致病细菌操纵植物宿主方式的理解主要集中在开花植物上，而其中包含了一些重要的农作物。这项研究通过引入非开花物种，增加了越来越多关于细菌病原体如何能够定殖远缘关系植物的研究成果。本研究中使用的每种植物自它们上次共享共同祖先以来已有5亿年的不同生活史。然而，单一病原体群可以使用一组共通的致病因子来感染它们每一个。![]()
在植物物种间的普遍毒力
研究人员的结果表明，病原体的毒力可能比以前认为的更加普遍存在于植物之间。研究人员假设假单胞菌的毒力集中于植物界共有的基本过程。在这种情况下，毒素丁香霉素可能会干扰每个被测试的多样化植物的细胞膜。有时候，非开花植物被认为不如后来出现在进化历史中的开花近缘物种那样复杂，但这项研究表明分析整个植物世界的重要性，以理解可应用于保护粮食作物免受疾病侵害的基本机制和过程。对农业研究的意义
总的来说，研究人员的研究表明，多样化的植物可以揭示有关植物-病原体相互作用的一般性有用知识，这对于作物病害的研究是有信息价值的。我们不吃地钱，但它们可以教会我们很多关于重要病原体的核心毒力机制的知识。下一步的研究是探索毒素在促进细菌传播方面的作用，以及它如何与细菌效应蛋白合作以引起病害。另一个有趣的研究问题是探索为什么一些假单胞菌种群不携带该毒素。该研究团队还将扩大实验中使用的植物种类的多样性，以寻找那些对细菌病原体有抵抗力的植物。![]()
