記者10日從中國農業(yè)科學(xué)院獲悉，該院植物保護研究所與國內科研單位合作，揭示了大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)通過(guò)分泌幾丁質(zhì)水解酶水解共生信號因子以破壞微生物—植物共生關(guān)系的分子機制。團隊還設計了該幾丁質(zhì)水解酶的抑制劑，提出了防治孢囊線(xiàn)蟲(chóng)的新策略。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國際期刊《自然·微生物》上。
孢囊線(xiàn)蟲(chóng)是一類(lèi)危害極為嚴重的植物寄生線(xiàn)蟲(chóng)。孢囊線(xiàn)蟲(chóng)寄生植物的主要危害之一是抑制固氮根瘤菌和菌根真菌等微生物與植物的共生關(guān)系。大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)是影響大豆產(chǎn)量最重要的因素之一。當大豆感染孢囊線(xiàn)蟲(chóng)時(shí)，根瘤菌結瘤形成減少、固氮作用能力減弱，大豆產(chǎn)量顯著(zhù)下降;菌根真菌的菌根減少，嚴重影響植物對磷的吸收。孢囊線(xiàn)蟲(chóng)為什么能拮抗共生微生物的共生，成為該領(lǐng)域長(cháng)期未解決的科學(xué)難題。
論文通訊作者、中國農業(yè)科學(xué)院植物保護研究所研究員楊青告訴科技日報記者，科研團隊研究發(fā)現大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)通過(guò)分泌器官亞腹食道腺分泌幾丁質(zhì)酶，可以快速降解微生物共生所必需的共生信號因子——脂質(zhì)幾丁寡糖和幾丁寡糖，從而阻斷共生微生物與植物之間的信息傳遞。
科研團隊通過(guò)生物化學(xué)和結構生物學(xué)手段，闡明了幾丁質(zhì)酶只識別幾丁寡糖骨架，從而幫助孢囊線(xiàn)蟲(chóng)切斷所有共生生物的脂質(zhì)幾丁寡糖和幾丁寡糖與植物的通訊?；谌S結構，研究團隊設計開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)一性的抑制劑，該化合物能夠解除孢囊線(xiàn)蟲(chóng)對根瘤菌和叢枝菌根真菌共生的拮抗作用，一方面可以滿(mǎn)足植物的營(yíng)養需求，增加產(chǎn)量，另一方面也可以幫助植物減輕孢囊線(xiàn)蟲(chóng)的危害。
“本研究揭示了寄生孢囊線(xiàn)蟲(chóng)阻礙微生物共生體建立的分子機制，并提供了一種小分子解決方案，為防治孢囊線(xiàn)蟲(chóng)的危害提供了新思路。”楊青說(shuō)。
(責任編輯：韓夢(mèng)晨)
