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,。它在遇敵時(shí)會發(fā)出如下信息：來兩片阿斯匹林,！我們遭到襲擊了！
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，對限制病菌感染起著至關(guān)重要的作用,。
SABP2對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),，它會向其他未遭攻擊部分發(fā)送遇襲信號，導(dǎo)致整株植物不僅對最初攻入的病原體,，也對其他病毒,、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SABP2蛋白抵御病蟲害的機(jī)制和作用進(jìn)行評定,。
他們以番茄為主要研究對象,，進(jìn)行了水楊酸信號轉(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)胞就會經(jīng)歷程序性死亡,，犧牲個體以保全整體,。
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)來加以對抗，植物通常都是贏家,。人類對植物免疫系統(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,。
