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科研进展

昆明植物所在植物抵御链格孢菌的分子机理上取得新进展

文章来源:资源植物与生物技术所级重点实验室  |  发布时间:2014-01-20  |  作者:吴劲松  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  链格孢菌(Alternaria alternata)是一种营腐生性生活的病原真菌。其多个病理小种可以感染诸多的经济作物如:马铃薯、梨、柑橘、烟草,每年均造成国民经济巨大的损失。目前对该真菌的防控还没有太好的办法,客观上迫切的需要我们了解其侵入机理,为该真菌导致的病害的防控提供理论和实践上的指导。 

  在中国科学院昆明植物研究所吴建强团队(中德马普伙伴小组)的吴劲松研究员的带领下,利用分子生态学研究中应用最广的野生二倍体烟草(Nicotiana attenuata)为模式植物,研究其长期进化来的抵御链格孢菌入侵的分子机理。结果表明该病原菌主要通过叶片的气孔侵入,而野生烟草可以快速的通过激活脱落酸(ABA)信号及下游的有丝分裂原激活的蛋白激酶4 (mitogen activated protein kinase 4),来关闭气孔,达到降低病原真菌入侵的目的。饲喂外源的脱落酸或者黑暗处理,均可以诱导气孔快速的关闭,因此这两种处理均可以增强植物对该病菌的抗性;而相反的,当有丝分裂原激活的蛋白激酶4基因被沉默后,植物的气孔不再能对真菌的入侵做出关闭的反应,因此该植物变的非常的感病。 

  更有意思的是,不同叶龄的叶片对链格孢菌的抗性是不一样的;成熟的叶片感病,而幼嫩的叶片抗病。后者抗病的原因至少部分是由于其能更强的诱导脱落酸信号途径所致;这些结果在极大的程度上回答了大田里链格孢菌在成熟的烟草叶片上高发的原因。 

  该成果以题目为“Requirement of ABA signalling-mediated stomatal closure for resistance of wild tobacco to Alternaria alternata”在植物病理学经典的期刊Plant Pathology (top 10 journal in Agronomy)上发表,详细见网址:http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/%28ISSN%291365-3059/earlyview。其中硕士研究生孙欢欢和来自西北农林科技大学的访问学者胡鑫博士是该论文共同的第一作者。 

1:链格孢菌的侵入和病症状况。

a:侵染20小时后大部分的真菌通过气孔侵入,白色箭头所指。b48小时后真菌在叶片里大量的繁殖。图中绿色显示的是真菌的菌丝。c5天后的病斑。

  2有丝分裂原激活的蛋白激酶4基因被沉默后,植物的气孔不再能对真菌的入侵做出关闭的反应 (a),因此该植物无论是成熟的还是幼嫩的叶片均变的更感病 (b)

 

  3:野生烟草抵御链格孢菌入侵的工作模型。

当植物感受到真菌入侵后,快速激活脱落酸和有丝分裂原激活的蛋白激酶4,来关闭气孔,从而达到抵御真菌入侵的目的。 


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