研究可能会导致对毁灭性水稻病的新控制

在“微生物的冲突”中，特拉华大学的植物科学家正在发现更多线索，这些线索对于解除作为水稻最大杀手的真菌至关重要。这项研究结果发表于12月在植物科学前沿和植物生物学的当前观点，可能会导致更有效的控制了稻瘟病菌，引起真菌稻瘟病。

这些研究由UD农业和自然资源学院植物和土壤科学副教授Harsh Bais的实验室领导。这两篇研究论文的第一作者是研究生Carla Spence。共同作者包括博士后研究员Venkatachalam Laksmanan和除了Bais之外的植物和土壤科学副教授Nicole Donofrio 。

“大米是世界所依赖的食物 - 它占人类消耗的所有卡路里的五分之一，”Bais说。“因此，找到减少稻瘟病影响的方法至关重要，特别是预计到2050年全球人口将超过90亿，并需要增加食物。”此前，Bais和他的研究小组分离了绿藻假单胞菌EA105，这是一种生活在水稻根部周围土壤中的细菌，发现这种有益的微生物可以触发全系统防御稻瘟病真菌。

现在，他们已经确定了一种压力荷尔蒙，它似乎在增加真菌的毒力方面起着至关重要的作用。当少量的水可用，水稻植株让更多的脱落酸酸在自己的根。这种压力荷尔蒙传播到植物叶子，以关闭微小的毛孔，阻止水从植物蒸发到大气。

Bais和他的团队已经证明，当稻瘟病菌侵入水稻植物时，会发生脱落酸的增加。但是，脱落酸不是增强植物的防御机制，而是实际上抑制它们，使病原体更加有效。“这就像一把双刃剑，”巴斯说。“脱落酸可以在干旱期间拯救植物。但是当存在病原体时，同样的分子会阻止植物的先天防御反应。”

在UD的特拉华生物技术研究所的研究中，Bais和他的团队用脱落酸处理稻瘟病真菌的孢子。在10个小时内，84%的这些孢子发芽并形成了一种称为附着物的专门感染结构，其作用类似于攻击公羊，对稻叶施加压力，直到真菌穿过表面。

然而，当用有益细菌EA105和脱落酸处理真菌的孢子时，只有约23%的孢子形成这种攻击机制。

“稻瘟病菌利用脱落酸来发挥其自身的优势，这绝对是野生的，”Bais说。“人们一直在努力寻找控制稻瘟病的目标，现在我们有了一个用脱落酸来控制它。它是经典的圣杯之一，因为这种真菌不仅会影响水稻，还会影响大麦和小麦。”尽管脱落酸可能是稻瘟病真菌的毒力，但由于其在植物中的重要作用，从种子发育到极端温度和高盐度的调节作用，其分子本身不是杀菌剂的可行目标。研究了耐旱性的作用。

然而，靶向生物合成脱落酸的真菌中的特定基因可以提供真正的敲除打孔。“植物及其微生物邻居拥有这种通过化学信号进行通信的复杂而复杂的系统，每个人都试图操纵这种情况，以最大限度地发挥自身的适应性，”Bais说。“我们希望能够管理其中的一些互动，以加强粮食安全。”

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