2016.9.26
来源:圭尔夫大学
圭尔夫大学(University of Guelph)的植物科学家首次发现了一种古老作物是如何与有益微生物作用以避免毁灭性的真菌感染的。这一发现可能使数百万发展中国家农民和牲畜受益。
植物农业教授Manish Raizada说,他们的发现也可能指明了一种遏制全球重要作物包括玉米和小麦种的病原菌的自然治疗方法。
他是发表在Nature Microbiology杂志上的一篇文章的通讯作者。他曾与第一作者、前博士生Walaa Mousa、在读研究生Charles Shearer、里治镇校区(Ridgetown Campus)科学家VictorLimay-Rios和加利福尼亚的研究者一同工作。
文章描述了一个新型的防御机制,该机制允许农作物和在其根部生活被称为内生菌的细菌共同抵御禾谷镰刀菌的入侵。
这种真菌的毒素可以使人畜患病。
M6微生物生活在龙爪稷的根部,这是一种被南亚和非洲的农民种植的谷物。数以百万计的人依赖于这种农作物,它大约在公元前5000年被首次驯化。
这种作物很长一段时间都被认为可以抗真菌感染。
通过显微镜观察,Mousa了解到这种机制是如何运行的。
感受到植物根系附近的病原菌后,这种微生物进入土壤并在数以百万计的细胞中繁殖,在根系表面形成保护屏障。
更令人吃惊的是,他说,这样的植物根须比正常植物长许多倍。就像千层面的每一层一样,根须和细菌细胞组成了一个真菌的“陷阱”。
Mousa发现了这些内生细菌用来杀死真菌的天然产物。
Raizada把这个过程比喻成一种动物的免疫系统:“这似乎是一种新的植物防御机制。”
他将这种机制比喻为人类的免疫系统,作为股东的植物细胞“招聘”移动的微生物来寻找并摧毁病原体。
研究人员认为这种机制涉及到非洲龙爪稷祖先和镰刀菌之间的一种类似军备竞赛的进化过程。真菌可以产生一种针对M6的抗生素,而细菌反而对此有了抗药性,Raizada说。
“我们认为世代生活在东非的农民都是通过培育来选择这种特殊的微生物的。”
他说,这一发现可能帮助农业企业发展使用M6的种子来治疗并保护更多易感且广泛种植的玉米和小麦来抵御真菌的侵染。
农民们花了数千万美元与作物疾病战斗,例如镰刀菌。
圭尔夫大学已经将此成果授权给了一家农业公司以使用这些作物。微生物的检测目前正在加拿大的玉米和小麦中进行。
该小组还发现,M6可以防止其他真菌感染。
他说这项研究表明了地方农学知识和实践的重要性。“这些作物应该被探索和重视。”
翻译:曹元青
审校:颜磊
来源:http://phys.org/news/2016-09-dis ... mers-worldwide.html
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