美國科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)了植物免疫系統(tǒng)的安全哨SABP2蛋白的基因，這一研究成果為不用農(nóng)藥控制農(nóng)作物病蟲害帶來新的希望,?！ ?
自鴻蒙初辟的遠(yuǎn)古,，為在物競天擇的大自然中留得一線血脈,，地球上所有的動(dòng)植物都進(jìn)化出一整套行之有效、進(jìn)退自如的御敵機(jī)制———預(yù)防感染,，緊急防范外敵入侵的天然免疫系統(tǒng),。植物的免疫系統(tǒng)雖然沒有脊椎動(dòng)物和昆蟲那么復(fù)雜，但同樣奧妙無窮,。
依賴大自然生存的人類,，為了遏制病蟲害、提高農(nóng)作物產(chǎn)量,，滿足日益膨脹的龐大人口對(duì)食物的需求,，越來越急功近利，大量使用殺蟲劑,、除草劑,，結(jié)果是后患無窮，被農(nóng)藥和化學(xué)污染搞得焦頭爛額,，反而自食惡果,。
于是人們不得不回過頭來，重新以大自然為師,，研究植物如何依靠自己的能耐打退外敵，以便借助各種先進(jìn)手段,，設(shè)法讓植物將這種天然本能發(fā)揚(yáng)光大,，來它個(gè)田自為戰(zhàn)、株自為戰(zhàn),，攆走疾病,，和農(nóng)藥說拜拜，與環(huán)境污染道再見,。
SABP2———植物的預(yù)警雷達(dá)
美國康乃爾大學(xué)BoyceThompson植物研究所（BTI）最近在植物免疫系統(tǒng)研究領(lǐng)域獲得重大進(jìn)展,，發(fā)現(xiàn)了水楊酸結(jié)合蛋白2（SABP2）基因。這一發(fā)現(xiàn)向?qū)崿F(xiàn)讓植物天然抵御病蟲害,、減少農(nóng)藥需求的新戰(zhàn)略邁進(jìn)了重要一步,。
他們發(fā)現(xiàn)，這個(gè)基因能及早發(fā)現(xiàn)敵情,，及時(shí)通風(fēng)報(bào)信,，向植物免疫系統(tǒng)轉(zhuǎn)導(dǎo)抵御外敵的信號(hào),。它在遇敵時(shí)會(huì)發(fā)出如下信息：來兩片阿斯匹林！我們?cè)獾揭u擊了,！
該所科學(xué)家丹尼爾·克萊希格與D·庫馬在今年12月上旬召開的美國科學(xué)院年會(huì)上報(bào)告說,，SABP2蛋白可及時(shí)察覺植物分泌的荷爾蒙－水楊酸，并通過一種脂質(zhì)信號(hào)立即向植物免疫系統(tǒng)發(fā)出戰(zhàn)斗警報(bào),，激活植物的防御軍械庫,。許多植物體內(nèi)都存在水楊酸，這是一種植物荷爾蒙,，當(dāng)植物遇到微生物病原體侵襲時(shí),，它便會(huì)在刺激下應(yīng)急而生。水楊酸還是已應(yīng)用百年以上的神奇解熱鎮(zhèn)痛藥———阿斯匹林的主要活性物質(zhì),。
可以說,，SABP2是植物安放在田頭的安全哨和消息樹，也是奮戰(zhàn)在最前方的馬前卒,，對(duì)限制病菌感染起著至關(guān)重要的作用,。
SABP2對(duì)激活植物尚未遇襲部分的免疫系統(tǒng)，防范下一輪襲擊,，以及阻止入侵病原體向縱深地帶擴(kuò)散蔓延也起著關(guān)鍵作用,，它甚至可以由此及彼，將防御范圍盡可能擴(kuò)大,，徹底激活植物自身的天然免疫系統(tǒng),，以對(duì)付包括尚未來犯的病原體的所有可能的危險(xiǎn)。在植物出現(xiàn)感染時(shí),，它會(huì)向其他未遭攻擊部分發(fā)送遇襲信號(hào),，導(dǎo)致整株植物不僅對(duì)最初攻入的病原體，也對(duì)其他病毒,、細(xì)菌和真菌的病原體表現(xiàn)出曠日持久的廣譜抵抗力,。對(duì)于一年生農(nóng)作物，其免疫系統(tǒng)一次激活所獲得的抗病能力至少能持續(xù)大半年,。
“丟車保帥”———植物也會(huì)這一招
克萊希格他們于1997年在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)SABP2蛋白,，隨后又花了5年時(shí)間進(jìn)行提純，然后著手克隆SABP2蛋白的基因,、破譯其遺傳密碼,，并在基因水平上對(duì)SABP2蛋白抵御病蟲害的機(jī)制和作用進(jìn)行評(píng)定。
他們以番茄為主要研究對(duì)象,，進(jìn)行了水楊酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn),。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)番茄花葉病毒攻擊番茄時(shí),，SABP2蛋白會(huì)立即出現(xiàn)極其敏感的阻抗反應(yīng),。他們還觀察到,，SABP2蛋白可通過誘導(dǎo)被攻擊地點(diǎn)的植物宿主細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞程序性死亡，讓植物以局部獻(xiàn)身換取整株幸存,?？茖W(xué)家相信，細(xì)胞程序性死亡有助于將病毒感染限制在局部區(qū)域,，以免擴(kuò)散到全身,。動(dòng)物免疫系統(tǒng)也有類似的防御機(jī)制———當(dāng)細(xì)胞感染病毒，或者當(dāng)細(xì)胞生長失控可能變?yōu)榘┘?xì)胞時(shí),，細(xì)胞就會(huì)經(jīng)歷程序性死亡,，犧牲個(gè)體以保全整體。
科學(xué)家知道這種為植物免疫系統(tǒng)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)的關(guān)鍵蛋白的基因后,，可以著手研究利用植物自身的防范機(jī)制來抵御病蟲害的新技術(shù),，增強(qiáng)植物發(fā)送御敵信號(hào)的能力，幫助植物無需靠殺蟲劑,，而是主要靠自己來打退來犯之?dāng)场?
未來攻略———提高天然防御能力
今年5月16日,，克萊希格研究小組還在細(xì)胞學(xué)雜志上公布了他們發(fā)現(xiàn)植物一氧化氮合成酶基因的消息，這種酶可以使植物在遭受感染后迅速產(chǎn)生一氧化氮,，這也是植物在遭到病原體侵襲時(shí)做出的最初反應(yīng)之一,。
克萊希格小組現(xiàn)在正在借助植物一氧化氮合成酶、SABP2蛋白和其他已被發(fā)現(xiàn)的植物防御信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)物質(zhì),，尋找行之有效,、經(jīng)濟(jì)上可行的殺蟲劑替代品，并提出兩種可能的生物防病戰(zhàn)略：其一,，從基因改造入手,，提高農(nóng)作物產(chǎn)生植物荷爾蒙以及轉(zhuǎn)導(dǎo)防御信號(hào)的化合物的能力；其二,，開發(fā)制造能夠模擬這些功能的類似化合物,，幫助植物預(yù)防病蟲害。
克萊希格說,，無論采用哪種方法，他們都是在利用和提高植物自身的天然防御能力,。這種防御手段能避免污染環(huán)境,，從而使病原體微生物防不勝防，無從產(chǎn)生“抗藥性”,。
他指出,，病原體的入侵標(biāo)志著一場持久戰(zhàn)的開始，如果植物能夠馬上發(fā)現(xiàn)來犯之?dāng)?，并及時(shí)激活自身免疫系統(tǒng)來加以對(duì)抗,，植物通常都是贏家,。人類對(duì)植物免疫系統(tǒng)知道得越多，就越能夠在不使用農(nóng)藥的情況下,，更好更有效地幫助農(nóng)作物打贏這場戰(zhàn)爭,。
