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青島農(nóng)業(yè)大學(xué)揭示廣譜化學(xué)品防止植物病原真菌侵染的機(jī)制

責(zé)任編輯：左彬彬來(lái)源：Ad植物微生物日期：2022-10-18

由于植物病原體的感染而引起的植物病害對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性和糧食安全造成了全球性的威脅。在所有實(shí)施的病害管理策略中,應(yīng)用殺蟲(chóng)劑是最常見(jiàn)的管理做法。由于可用的高效殺真菌劑數(shù)量有限且使用頻繁,抗藥性已廣泛發(fā)生。具有抗真菌特性的廣譜農(nóng)用化學(xué)品有不理想的脫靶效應(yīng),而位點(diǎn)特異性抑制劑則有產(chǎn)生高抗性的風(fēng)險(xiǎn)。這種權(quán)衡促使植物病理學(xué)家通過(guò)確定參與宿主定殖和免疫規(guī)避的途徑來(lái)獲得新的和更好的殺真菌劑靶標(biāo)。Septin GTP酶和丙酮酸激酶已被確定為新的靶標(biāo),相應(yīng)的抑制劑也已被發(fā)現(xiàn)。然而,到目前為止,在植物真菌病原體中只發(fā)現(xiàn)了數(shù)量有限的潛在藥物靶點(diǎn)。即使是這些靶點(diǎn),也很少有藥物被開(kāi)發(fā)和批準(zhǔn)使用。因此,迫切需要確定新的病害干預(yù)靶點(diǎn)和開(kāi)發(fā)以前未使用的化學(xué)品。

2022年8月5日,國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Current Biology 發(fā)表了青島農(nóng)業(yè)大學(xué)梁文星(eLife | 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)研究揭示尖孢鐮刀菌孢子萌發(fā)的分子機(jī)制)團(tuán)隊(duì)的最新相關(guān)研究成果,題為Broad-spectrum chemicals block ROS detoxification to prevent plant fungal invasion的研究論文。

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植物病害對(duì)糧食安全造成了巨大的影響,是全球關(guān)注的問(wèn)題。雖然應(yīng)用農(nóng)用化學(xué)品是目前控制植物病害的常見(jiàn)方法,但日益增長(zhǎng)的抗藥性和這些化合物的非靶標(biāo)效應(yīng)的影響構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。迫切需要確定與病原體有關(guān)的毒力機(jī)制和開(kāi)發(fā)針對(duì)這些過(guò)程的新化學(xué)品。其中一個(gè)毒力機(jī)制是宿主植物在受到病原體攻擊時(shí)產(chǎn)生的活性氧(ROS)的解毒作用。因此,ROS解毒機(jī)制可以作為預(yù)防植物病害的藥物靶點(diǎn),但目前開(kāi)發(fā)的抗ROS清除藥物很少。在這篇文章中,科研人員表明,在模式系統(tǒng)中,灰霉病菌(Botrytis cinerea)分泌的細(xì)胞色素c過(guò)氧化物酶,BcCcp1可以清除植物產(chǎn)生的H2O2,促進(jìn)病原體的入侵。過(guò)氧化物酶的分泌是由一個(gè)類似Tom1的蛋白BcTol1通過(guò)物理相互作用來(lái)調(diào)節(jié)的?？蒲腥藛T表明,BcTol1在不同的水平上被調(diào)控,以增強(qiáng)BcCcp1在早期侵染階段的分泌。BcTol1或BcCcp1的失活導(dǎo)致B. cinerea的毒力急劇下降。科研人員確定了兩種BcTol1靶向小分子,它們不僅可以防止B. cinerea入侵,而且對(duì)廣泛的植物真菌病原體具有有效的活性,對(duì)宿主沒(méi)有可察覺(jué)的影響。這些發(fā)現(xiàn)揭示了真菌中ROS解毒的保守機(jī)制,并提供了一類潛在的殺真菌劑來(lái)控制各種植物病害。這里描述的方法對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)一步藥物發(fā)現(xiàn)有廣泛的意義。