近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與國內(nèi)科研單位合作，揭示了大豆孢囊線蟲通過分泌幾丁質(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，設(shè)計了該幾丁質(zhì)水解酶的抑制劑，提出了防治孢囊線蟲的新策略。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然微生物（Nature Microbiology）》上。
孢囊線蟲寄生植物的主要危害之一是抑制固氮根瘤菌和菌根真菌（促進(jìn)植物吸收磷和水分）等微生物與植物的共生關(guān)系。大豆孢囊線蟲是影響大豆產(chǎn)量最重要的因素之一，當(dāng)大豆感染孢囊線蟲時，根瘤菌結(jié)瘤形成減少、固氮作用能力減弱，大豆產(chǎn)量顯著下降；菌根真菌的菌根減少，嚴(yán)重影響植物對磷的吸收。“孢囊線蟲為什么能拮抗共生微生物的共生”是該領(lǐng)域內(nèi)長期未解決的科學(xué)難題。
科研團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)大豆孢囊線蟲通過分泌器官——腹下食管腺分泌幾丁質(zhì)酶，可以快速降解微生物共生所必須的共生信號因子——脂質(zhì)幾丁寡糖和幾丁寡糖，從而阻斷了共生微生物與植物之間的信息傳遞。通過生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段，闡明了幾丁質(zhì)酶只識別幾丁寡糖骨架，從而幫助孢囊線蟲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。進(jìn)一步設(shè)計合成了幾丁質(zhì)酶的專一性抑制劑，在孢囊線蟲的存在下，該化合物能通過抑制幾丁質(zhì)酶而有效恢復(fù)根瘤菌和菌根真菌的共生，為防治孢囊線蟲的為害提供了新思路。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新專項、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目的支持。
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