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揭示水稻识别稻瘟菌侵染机制

日期:2019-01-11 人气:1309

水稻是我国重要的粮食作物,但稻瘟菌的危害是影响水稻高产、稳产的一个重要因素。中国科学院微生物研究所刘俊课题组在前期的研究中发现,稻瘟菌侵染水稻时可以分泌众多的蛋白到水稻的质外体中。而植物对病菌的识别主要存在于两个层面,对病菌表面保守的分子特征物质(PAMP)的识别(PTI,PAMPs triggered immunity)和对致病因子(effector)的识别(ETI,Effector triggered immunity)。识别PAMPs的受体基本上都分布于植物的细胞膜上。因此,稻瘟菌侵染过程中分泌的蛋白就有可能被水稻细胞膜上分布的受体识别。

通过对稻瘟菌分泌蛋白的分离和转基因分析,该课题组发现了一个分泌蛋白MoChia1可以强烈地激活水稻的免疫反应,具有PAMPs物质的典型特征。MoChia1是一个几丁质酶,广泛存在于真菌中,参与真菌的细胞壁修饰。MoChia1能够激活水稻的免疫响应,说明水稻中存在识别MoChia1的受体。进一步的分析发现,MoChia1可以结合chitin(几丁质),并抑制chitin在水稻细胞中激活的免疫响应。通过酵母双杂交筛选,发现水稻质膜上的蛋白OsTPR1可以与MoChia1结合,并竞争其与chitin的结合,从而解除MoChia1对chitin参与植物免疫激活的抑制。

该研究发现了一个重要的植物胞外免疫机制,并提出了植物中存在一些蛋白可以作为诱饵去干扰病菌对植物免疫的抑制。


慢性型稻瘟病开始在叶上产生暗绿色小斑,渐扩大为梭菜斑,常有延伸的褐色坏死线。病斑中央灰白色,边缘褐色,外有淡黄色晕圈,叶背有灰色霉层,病斑较多时连片形成不规则大斑,这种病斑发展较慢,稻瘟病的防治方法有哪些呢?培育适龄壮秧,合理密植,拉线条栽,重施基肥,科学施用n肥,增施磷、钾肥,使稻株体内可溶性氮化物减少,促进根系纵深生长。合理用水,以水调肥、促控结合,一般保水返青后,分蘖期浅灌,够苗后根据土质排水晒田,减少无效分蘖。有灌溉条件的地方提早节令,种植高产、抗病品种,用品种抗性控制稻瘟病发生与危害,大家知道稻瘟病菌是真菌吗?

答案是肯定的,真菌是生物界中很大的一个类群,世界上已被描述的真菌约有1万属12万余种(属与种都是单位,且属大于种),真菌学家戴芳澜教授估计中国大约有4万种(种为单位)。按照林奈(Linneaus)的两界分类系统,人们通常将真菌门,分为鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门。其中,担子菌亚门是一群多种多样的高等真菌,多数种具有食用和药用价值,如银耳、金针菇、竹荪、牛肝菌、灵芝等,但也有豹斑毒伞、马鞍、鬼笔蕈等有毒种。

半知菌亚门中约有300属是农作物和森林病害的病原菌,还有些属是能引起人类和一些动物皮肤病的病原菌,如稻瘟病菌,可以引起苗瘟、节瘟和谷里瘟等。(fungus;eumycetes)是具有细胞核和细胞壁的异养生物。其营养体除少数低等类型为单细胞外,大多是由纤细管状菌丝构成的菌丝体。低等真菌的菌丝无隔膜,高等真菌的菌丝都有隔膜,前者称为无隔菌丝(coenocytic hypha),后者称有隔菌丝(septate hypha)。在多数真菌的细胞壁中最具特征性的是含有甲壳质(chitin),其次是纤维素。常见的真菌细胞器有:线粒体,微体,核糖体,液泡,溶酶体,泡囊,内质网,微管,鞭毛等;常见的内含物有肝糖,晶体,脂体等。

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