科學(xué)家們?nèi)缃癜l(fā)現(xiàn)了一種常見農(nóng)作物疫病逃避“圍剿”的機(jī)制。當(dāng)入侵的細(xì)菌面臨宿主植物的反抗時(shí),,它們會(huì)通過放棄自身的遺傳標(biāo)記來偽裝自己,從而為接下來的致命傳播創(chuàng)造條件,。
通常所說的暈圈疫?。≒seudomonas syringae pv. Phaseolicola)能夠傳染豆科農(nóng)作物。這種病會(huì)使植物的葉子長得很小,,同時(shí)在葉面上出現(xiàn)一個(gè)由水浸的污跡構(gòu)成的黃色暈圈,。作為植物防止傳染的一種應(yīng)對(duì)機(jī)制,被傳染部位周圍的組織都會(huì)死亡,,從而避免枯萎病進(jìn)一步蔓延,。然而這種策略往往難以奏效,并且隨著細(xì)菌從一片葉子向另一片葉子的傳播,,它們的毒性也會(huì)隨之增強(qiáng),。在某些情況下,一株被傳染的豆科植物能夠造成非常嚴(yán)重的疫情,。
為了搞清暈圈疫病到底如何逃脫植物的防御,,英國布里斯托爾市西英格蘭大學(xué)的微生物學(xué)家Dawn Arnold、Andrew Pitman和同事模擬了一次暈圈疫病的暴發(fā),。研究人員將健康的植物枝葉暴露在細(xì)菌下,,等待植物對(duì)后者做出反應(yīng),隨后再從另一批被傳染的健康植物中采集這些細(xì)菌,。在經(jīng)過5次反復(fù)之后,,植物將不再保護(hù)自己免受細(xì)菌的侵襲,同時(shí)出現(xiàn)了大量的組織凋亡,。
遺傳分析顯示,,暈圈疫病能夠迫使一種分子失去作用。當(dāng)察覺植物作出響應(yīng)之后,,細(xì)菌會(huì)敲除一部分基因組,,而這部分基因組形成的蛋白質(zhì)正好能夠被植物所識(shí)別。這些脫氧核糖核酸(DNA)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中,,在這里形成一些不活躍的環(huán)狀鏈,。Arnold表示,“這是植物致病細(xì)菌的這種機(jī)制的第一個(gè)例證”,,但她同時(shí)指出,,在動(dòng)物中傳播的細(xì)菌也有類似的“骯臟把戲”。然而奇怪的是,,在失去了一部分基因后,,這些細(xì)菌似乎依然活得很好,,至于它們?yōu)槭裁礇]有變得更糟尚不得而知。研究小組在12月20日出版的《現(xiàn)代生物學(xué)》雜志上報(bào)告了這一發(fā)現(xiàn),。
華盛頓哥倫比亞特區(qū)美國農(nóng)業(yè)部國家植物園的微生物學(xué)家Hei-Ti Hsu認(rèn)為,,這一發(fā)現(xiàn)證明了植物和病原體能夠以不同的方式共同進(jìn)化。而英國諾里奇市塞恩斯伯里實(shí)驗(yàn)室的生物學(xué)家Jonathan Jones就表示,,暈圈疫病獨(dú)特的傳播方式能夠保證它增大宿主的范圍,,同時(shí)進(jìn)攻其他種類的植物。