北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心雷曉光團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所、崖州灣國家實驗室周儉民團(tuán)隊，首次揭示了植物新型廣譜抗病天然產(chǎn)物——芥酸酰胺及其抗病機(jī)制和化學(xué)防御策略，對于開發(fā)新型綠色無害農(nóng)藥、減少細(xì)菌病害、保證植物安全具有重要意義。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
雷曉光告訴記者，植物細(xì)菌性病害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)平衡的重大威脅之一。這類病害由病原細(xì)菌侵染植物組織引發(fā)，可導(dǎo)致葉斑、枯萎、腐爛等多種癥狀，嚴(yán)重時甚至能造成農(nóng)作物大面積減產(chǎn)乃至絕收，每年都會帶來巨量的經(jīng)濟(jì)損失。“抗菌藥物的發(fā)展，為解決這一農(nóng)業(yè)問題帶來了福音。比如，抗生素可以直接消滅細(xì)菌，但與人類使用抗生素一樣，細(xì)菌在抗生素‘打壓’下，會進(jìn)化和突變，進(jìn)而產(chǎn)生耐藥性。更重要的是，抗生素也會‘不分?jǐn)澄?rsquo;，讓正常的細(xì)菌受到損傷。因此，我們在探尋一種無損害、無耐藥性的植物抗菌新機(jī)制。”
雷曉光團(tuán)隊與合作者從名為擬南芥的植物中發(fā)現(xiàn)了一種獨特的天然物質(zhì)“芥酸酰胺”。這種物質(zhì)不會直接殺死細(xì)菌，而是針對性抑制細(xì)菌致病的關(guān)鍵武器——三型分泌系統(tǒng)的毒素蛋白。它能顯著減弱丁香假單胞菌、黃單胞菌等常見有害細(xì)菌的致病力。
“這樣一來，我們便找到一種可以不直接和細(xì)菌‘開戰(zhàn)’，但能有效抗菌的方法，就像用巧勁制服敵人，達(dá)到‘不戰(zhàn)而屈人之兵’的目的。目前，我們已在西紅柿、獼猴桃等果蔬種植中，試用這種環(huán)保安全的芥酸酰胺生物農(nóng)藥，初步效果很理想。”雷曉光表示，這種獨特的作用模式不僅確保了更高的生物安全性，還顯著減少了對環(huán)境的污染風(fēng)險，更有效規(guī)避了細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生。
“可以說，這項研究不僅突破了領(lǐng)域內(nèi)對植物抗性代謝物作用機(jī)制的傳統(tǒng)認(rèn)知，更為研發(fā)環(huán)境友好型生物農(nóng)藥開辟了全新路徑，為開展作物抗病分子育種提供了重要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，對推動綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。”雷曉光說。
北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心雷曉光團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所、崖州灣國家實驗室周儉民團(tuán)隊，首次揭示了植物新型廣譜抗病天然產(chǎn)物——芥酸酰胺及其抗病機(jī)制和化學(xué)防御策略，對于開發(fā)新型綠色無害農(nóng)藥、減少細(xì)菌病害、保證植物安全具有重要意義。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
雷曉光告訴記者，植物細(xì)菌性病害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)平衡的重大威脅之一。這類病害由病原細(xì)菌侵染植物組織引發(fā)，可導(dǎo)致葉斑、枯萎、腐爛等多種癥狀，嚴(yán)重時甚至能造成農(nóng)作物大面積減產(chǎn)乃至絕收，每年都會帶來巨量的經(jīng)濟(jì)損失。“抗菌藥物的發(fā)展，為解決這一農(nóng)業(yè)問題帶來了福音。比如，抗生素可以直接消滅細(xì)菌，但與人類使用抗生素一樣，細(xì)菌在抗生素‘打壓’下，會進(jìn)化和突變，進(jìn)而產(chǎn)生耐藥性。更重要的是，抗生素也會‘不分?jǐn)澄?rsquo;，讓正常的細(xì)菌受到損傷。因此，我們在探尋一種無損害、無耐藥性的植物抗菌新機(jī)制。”
雷曉光團(tuán)隊與合作者從名為擬南芥的植物中發(fā)現(xiàn)了一種獨特的天然物質(zhì)“芥酸酰胺”。這種物質(zhì)不會直接殺死細(xì)菌，而是針對性抑制細(xì)菌致病的關(guān)鍵武器——三型分泌系統(tǒng)的毒素蛋白。它能顯著減弱丁香假單胞菌、黃單胞菌等常見有害細(xì)菌的致病力。
“這樣一來，我們便找到一種可以不直接和細(xì)菌‘開戰(zhàn)’，但能有效抗菌的方法，就像用巧勁制服敵人，達(dá)到‘不戰(zhàn)而屈人之兵’的目的。目前，我們已在西紅柿、獼猴桃等果蔬種植中，試用這種環(huán)保安全的芥酸酰胺生物農(nóng)藥，初步效果很理想。”雷曉光表示，這種獨特的作用模式不僅確保了更高的生物安全性，還顯著減少了對環(huán)境的污染風(fēng)險，更有效規(guī)避了細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生。
“可以說，這項研究不僅突破了領(lǐng)域內(nèi)對植物抗性代謝物作用機(jī)制的傳統(tǒng)認(rèn)知，更為研發(fā)環(huán)境友好型生物農(nóng)藥開辟了全新路徑，為開展作物抗病分子育種提供了重要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，對推動綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。”雷曉光說。
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