当前位置:首页 >人物周刊>

中科院微生物所有望攻克植物黄萎病

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-11-24 编辑:小故事

作者:冯李飞资料来源:中国科学新闻,发布日期:2016/9/27 11:16:56

选择商品名:萧中

和棉花“癌症”和“坚持到底”

中国科学院微生物都希望战胜植物黄萎病

■这位记者冯李飞

郭惠山8年前的愿望终于实现了。9月26日,《自然—植物》杂志公布了郭惠山团队的新成果。本研究揭示了利用RNAi创造的抗黄萎病棉花新品系"小剪刀"基因有效防治棉花"癌症"黄萎病的秘密。

2008年8月,中国科学院微生物研究所研究员郭惠山首次在新疆看到连续的棉田。然而,她看到的不是一个快乐的收获,而是一片枯黄的落叶,到处都是棉农绝望的脸。这一幕像钉子一样扎在她的心里,让她疯狂地想知道黄萎病是怎么回事。

最近,郭惠山的团队发表了三篇文章。他们首次揭示了棉花黄萎病菌是如何“敲开”棉花的“大门”的。首次采用基因沉默新技术RNAi基因“小剪刀”,防止细菌自由进入棉花传播,在陆地棉上培育出一株抗黄萎病的棉花新品系。

“这些研究阐明了黄萎病的致病机理,创造了新的抗病技术,为减少病害、提高棉花产量、改善棉纤维品质、实现扶贫和社会稳定发展提供了科学技术支持。它们是实现理论研究向应用过渡和突破行业技术瓶颈的典型范例。”微生物研究所副所长东秀珠评论说。

揭示真菌是如何进入棉花的。

棉花黄萎病会导致棉花植株的叶、芽和铃枯萎脱落,导致产量严重损失。9月26日,郭惠山在接受记者采访时表示《中国科学报》。

中国棉花年产量为600-800万吨,约占世界总产量的30%,居世界第一位,受黄萎病影响最严重。新疆作为中国最大的优质棉花生产基地,2015年棉花种植面积将达到3400万亩,但黄萎病发病率将超过50%。

但是,由于致病病原体生活在变化频繁的40厘米土层中,传统杀菌剂和化学药品难以有效控制。此外,它还拥有120多种植物,传统轮作抗病模式的短期效果不理想。

要抵抗疾病,首先必须找到致病机制。研究小组最终通过反复试验发现了黄萎病菌的“无花果叶”,并在世界上首次揭示了黄萎病菌的“罪魁祸首”黄萎病菌的感染结构。

“黄萎病菌是一种半活的寄生真菌,通常以微菌核的形式潜伏在土壤中。一旦它们接触到植物组织,它们就会像变形金刚一样产生一种指甲状的感染结构,这种结构会破坏植物的细胞壁,渗透到根部维管组织,然后逐渐占据整个维管组织,导致植物枯萎和生病。”郭惠山解释道。

”然后,它开始利用死去的植物进行腐生生长。植物养分耗尽后,它回到地面,等待开始新一轮伤害的机会。”郭惠山说道。

“小剪刀”沉默致病基因

预防棉花黄萎病最有效的方法是使用抗病品种。然而,中国大部分棉区90%以上的栽培品种属于陆地棉。由于抗病种质资源的缺乏,抗黄萎病种质的创新十分困难。

郭惠山的团队采取了另一种方法,用RNAi攻击这种狡猾的植物“杀手”,并试图开发一种新的陆地棉抗性品系。

RNAi是由双链核糖核酸产生的一小块核糖核酸,可以切割或抑制同源靶核糖核酸的翻译。郭惠山将其比作基因的“小剪刀”。董秀柱说:“这种新的基因沉默技术就像射击一样,一旦击中,就不再允许目标基因攻击。”。

正是用这种“小剪刀”,研究人员利用RNAi技术在早熟陆地棉中培育出一种抗黄萎病的新菌株。鉴定后,黄萎病抗性比对照品种提高了22.25%。相关结果于今年6月公布于《分子植物》。

“通过核糖核酸干扰技术,棉花可以让黄萎病菌进入体内,但不允许它通过棉花的维管束系统正常扩张,也不允许它到达棉花的每个细胞。”郭惠山的博士后高峰补充道。

陈余一院士和邝听云院士在中国科学院试点项目乙级评审会议上认为,这项研究意义重大,具有重大的应有价值。

这种新菌株有自己的“跨界”抗病效果。

那么,新的棉花抗病菌株是如何抵抗黄萎病的呢?研究小组的进一步研究发现,抗病能力较好的植物可以诱导一种植物内源小核糖核酸(miRNAs)的积累,这种核酸可以穿越植物和细菌的边界,运输到细菌细胞中,降解细菌的致病基因,从而达到抗病的效果。这项发表于《自然—植物》年的研究首次证明了植物-真菌跨界小核糖核酸诱导致病靶基因沉默的抗病新方法的存在。这为HIGS技术在棉花黄萎病抗性上的有效应用提供了重要的理论支持,也为今后的寄主-病原相互作用研究开辟了一个新的领域。"郭教授对植物病理学的研究是一个重大的基本战略问题."微生物研究所植物遗传学国家重点实验室副主任钱伟说,中国已经使用了世界7%的土地来养活世界30%的人口,而代价是中国也占了世界农药使用量的30%。他认为用杀虫剂杀死细菌和昆虫已经结束了。

"植物病理学家梦想发展绿色农业."钱伟认为,郭惠山研究小组的意义在于首次发现了“宿主将自己的小核糖核酸注入真菌以控制其生理活动”的方法。这相当于利用植物现有的免疫系统,添加RNAi“小剪刀”来提高棉花的抗病性。

"这是一个重大基础研究的例子,它真正导致了重大技术壁垒的突破."钱伟说,“中国正在讨论是否要在基础研究上投资这么多。它不花钱吗?事实上,情况并非如此。良好的基础研究是最好的技术。”

然而,在郭惠山看来,这只是长征的第一步。“这只是把棉花抗黄萎病水平提高22.5%的一把‘小剪刀’,这是一项‘0比1’的工作。”她说,从1点到100点还有工作要做,她将与黄萎病“战斗到底”。接下来,该团队将建立多种高效RNAi“小剪刀”靶库,筛选出越来越多的抗黄萎病高效棉花品种,使新疆更多棉农能够早日摆脱黄萎病带来的痛苦。

《中国科学报》 (2016-09-27第一版集锦)

相关文章
热门标签
日期归档

版权所有© 阅读时间 | 备案: 鄂ICP备12015973号-1 | www.timetimetime.net . All Rights Reserved | 网站地图