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植物病理学家发现常见细菌的异常进化过渡

2019-05-10 09:29:16 • 来源：

在幼儿园里，这是“杰基尔博士和海德先生的奇怪案例”。在土壤中，植物相关的细菌属(Rhodococcus)中大多数是良性物种，但少数物种可能是致病的。俄勒冈州立大学的一组研究人员使用基因组测序来鉴定红球菌的种类，这种红球菌在前一种情况下在一些植物中有益和致病 - 刺激生长之间转变，同时使后者的组织变形。该研究结果发表在eLife期刊上。

植物病理学家发现常见细菌的异常进化过渡

俄勒冈州立大学农业科学学院的微生物基因组学家，该研究的负责人Jeff Chang说，红球菌在成为“好”和“坏”细菌之间转变的关键是由称为质粒的DNA分子实现的。甲质粒是从细菌的染色体分开维护的DNA分子。

“过渡发生的难易程度相当不寻常，对托儿所来说是一项艰巨的挑战，”他说。“受益株的红球菌可能被误解为疾病症状的植物的事业成长。我们追踪如何有益和致病会员红球菌从工厂转移到种植和苗圃幼儿园。现在，我们可以通知苗圃行业实施实践限制它的传播。“

Rhodococcus主要感染草本多年生植物，包括Shasta雏菊，speedwell和chrysanthemum。通常被感染的木质宿主较少，但它们包括蝴蝶丛和假绣线菊。

Chang说，质粒运动的进化过渡有可能在苗圃和其他环境中产生新的病原性红球菌。

研究结果可能对俄勒冈州9亿美元的温室和苗圃产业产生影响。变形的植物不美观，病态的植物不能运出州外，因此唯一的选择是破坏受感染的植物。

为了帮助托儿所，俄勒冈州立大学开发了分子工具，与市售的试剂盒配合使用，使用户能够快速有效地区分红球菌的有益和致病菌株。俄勒冈州立大学已经申请了由Skylar Fuller开发的分子工具专利，他今年春天在俄勒冈州立大学获得了分子和细胞生物学硕士学位。

质粒在Rhodococcus菌株之间移动的观察结果由Chang's实验室的博士后研究员Alexandra Weisberg制作。Weisberg使用基因组工具研究质粒模式。

“这些质粒可以从一种细菌转移到另一种细菌，这使得追踪疾病变得困难，”Weisberg说。“将质粒与染色体分开追踪是了解这些转变如何相互关联的关键。”

十多年来，俄勒冈州立大学植物诊所的首席诊断专家Melodie Putnam一直在与俄勒冈州的托儿所合作，正确识别导致受感染植物异常生长缺陷的细菌。

“红球菌的症状通常不容易识别，”普特南说。“在这项研究之前，我们不知道红球菌在托儿所中的表现如何。我们不知道是否有一个常驻人群只是一直在重新感染，或者托儿所是从其他托儿所那里得到的。现在我们有一个更清晰的画面不同的场景。“

2014年，Putnam与另一所大学的研究人员联系，他们在开心果树中发现了奇怪的症状。它们短而浓密，具有多汁的茎，并且不能正确移植。研究人员认为致病性红球菌是罪魁祸首，但普特南只在100株或更多的有症状的植物样本中发现了非病原性细菌菌株。

普特南和她的研究小组与Chang和他的小组一起工作，后者是Chang's实验室的博士后研究员Elizabeth Fulory和富勒。两组研究了一些与开心果相关的细菌，并在几种植物上进行了测试。这些研究得出了类似的结论：从开心果培养的菌株似乎是非致病性的。

“这是我们的第一个迹象，表明他们从开心果中培养的这些菌株是我们在一般植物上发现的具有有益效果的菌株，”Savory说，他现在是俄勒冈州农业部的植物健康经理。“Rhodococcus的有益菌株可能会导致植物生长发生变化，可能被错误地解释为疾病症状。”

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