1895年科學(xué)家就將野油菜黃單胞菌成功分離出來,,100多年來對該細(xì)菌的研究從未停止,,但尚未找到有效防治辦法。這種引起十字花科蔬菜黑腐病的細(xì)菌在高溫,、高濕的環(huán)境條件下,,能通過植物的維管束迅速感染,致使植物葉片產(chǎn)生萎蔫,、壞死,、腐爛,可危害一百多種單子葉植物和數(shù)百種雙子葉植物生長,。5月16日,,從《基因組研究》雜志傳來消息,我國科學(xué)家在黑腐病菌比較基因組學(xué)和功能基因組學(xué)研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,。
野油菜黃單胞菌會嚴(yán)重影響甘藍(lán),、白菜、花椰菜,、薺菜和蘿卜等植物的產(chǎn)量和質(zhì)量,目前的防治辦法主要是使用化學(xué)農(nóng)藥防治,,極易造成污染,。因此,了解野油菜黃單胞菌如何感染植物將為防治黑腐病提供理論上的指導(dǎo),。
中科院微生物研究所何朝族研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組與國家人類基因組南方中心,、廣西大學(xué)和國家人類基因組北方中心等單位合作,完成了一個野油菜黃單胞菌基因組全序列的測定,,并利用比較基因組學(xué)和功能基因組學(xué)等先進(jìn)手段,,系統(tǒng)地研究了參與黑腐病致病過程的基因。該研究從16512個突變體中,,通過實驗證實至少有13類共75個基因(約占全基因組4273個基因的1.8%%)直接或間接參與該病害的發(fā)生和發(fā)展,。這些基因的鑒定表明黑腐病致病過程非常復(fù)雜,需要多種細(xì)菌生理和代謝過程共同參與,。
該研究成果5月16日作為封面文章發(fā)表于國際基因組學(xué)專業(yè)權(quán)威雜志《基因組研究》,。這是國內(nèi)相關(guān)研究工作首次以封面文章的形式在該雜志上發(fā)表?!痘蚪M研究》認(rèn)為,,這項工作開展了迄今為止最大規(guī)模的病原細(xì)菌(含動物病原細(xì)菌)基因突變和致病相關(guān)基因篩選工作,并給予高度評價,?!痘蚪M研究》編輯部今天發(fā)布新聞,,向公眾介紹了這項研究進(jìn)展。
據(jù)了解,,這項成果為深入分析黑腐病的分子機(jī)理提供了遺傳學(xué)證據(jù)和實驗材料,,將有助于我國水稻以及其他農(nóng)作物細(xì)菌性病害的研究,為防治農(nóng)作物病害開辟新的途徑,。
十字花科蔬菜黑腐病嚴(yán)重影響白菜,、蘿卜等蔬菜的正常生產(chǎn),卻一直缺少高效,、特異防治手段,。中國科學(xué)院微生物研究所等單位研究人員最近進(jìn)一步揭示該病致病機(jī)理,發(fā)現(xiàn)共有13類共75個基因參與該病的發(fā)生和發(fā)展,。這一成果以封面文章的形式,,發(fā)表在近日出版的國際基因組學(xué)專業(yè)權(quán)威雜志《基因組研究》(Genome Research)上。
何朝族研究員于2000年入選中科院“百人計劃”,,現(xiàn)任職于中國科學(xué)院微生物所植物基因組學(xué)國家重點實驗室,,從事植物分子生物學(xué)和植物病原微生物基因組學(xué)研究。他介紹,,十字花科蔬菜黑腐病是由“野油菜黃單胞菌”引起的,。黃單胞菌是一類生存于土壤當(dāng)中的革蘭氏陰性菌,絕大多數(shù)種類都是植物病原菌,,危害一百多種單子葉植物和數(shù)百種雙子葉植物,。其中,野油菜黃單胞菌是造成世界范圍內(nèi)十字花科蔬菜黑腐病的病原,,在高溫,、高濕的環(huán)境條件下,能通過植物的維管束迅速感染,,致使植物葉片產(chǎn)生萎蔫,、壞死、腐爛,,出現(xiàn)典型的“V”字型黑斑,,患上可怕的“黑腐病”,。
野油菜黃單胞菌于1895年被成功分離,,隨后100多年里科學(xué)家從未停止對該細(xì)菌的研究。該病原菌會嚴(yán)重影響甘藍(lán),、白菜,、花椰菜、薺菜和蘿卜等植物的產(chǎn)量和質(zhì)量,,為蔬菜產(chǎn)業(yè)帶來重大損失,。然而,,目前要防治黑腐病,還缺少高效,、特異的方法,,常規(guī)使用的化學(xué)農(nóng)藥防治方法則極易造成環(huán)境污染。因此,,深入了解野油菜黃單胞菌感染植物的過程,,將為防治黑腐病提供理論上的指導(dǎo)。另外,,該細(xì)菌還是研究植物病原細(xì)菌與寄主相互作用的范例,。由于野油菜黃單胞菌能感染模式植物擬南芥,而擬南芥的全基因組序列又已測定,,兩者實際上已成為探索植物與微生物相互作用的極好的研究對象,,可據(jù)其了解細(xì)菌致病過程,以及病原體與宿主間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系,。
在“863”計劃,、國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院的聯(lián)合資助下,何朝族等與國家人類基因組南方中心,、廣西大學(xué)和國家人類基因組北方中心等單位合作,,完成了一個野油菜黃單胞菌基因組全序列的測定,并利用比較基因組學(xué)和功能基因組學(xué)等先進(jìn)手段,,系統(tǒng)地研究了參與黑腐病致病過程的基因,。他們從16512個突變體中,通過實驗證實至少有13類共75個基因——約占全基因組4273個基因的1.8%——直接或間接參與該病害的發(fā)生和發(fā)展,。這些基因的鑒定,,表明黑腐病致病過程非常復(fù)雜,需要多種細(xì)菌生理和代謝過程共同參與,;同時為深入分析該病害的分子機(jī)理,,提供了遺傳學(xué)證據(jù)和實驗材料。
研究者通過與巴西科學(xué)家所測的另一個野油菜黃單胞菌基因組的對比,,發(fā)現(xiàn)雖然這兩個細(xì)菌基因組中有高達(dá)97%的基因是保守的,,但各自具有若干菌株特異性的基因,其中一些有可能與致病性有關(guān),。有趣的是,,這兩個從基因成分而言高度保守的基因組,卻由于倒位,、易位,、缺失等遺傳重組的原因,使它們的基因排列順序產(chǎn)生了很大的差異,。其中最大規(guī)模的一個遺傳易位,,使得兩個基因組的基因排列順序互為鏡像,,好比人的左手與右手的形狀。這種“奇妙”的現(xiàn)象,,以往僅發(fā)生于親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的細(xì)菌基因組之間,。
我國科學(xué)家在十字花科蔬菜黑腐病菌比較基因組學(xué)和功能基因組學(xué)研究領(lǐng)域取得的這一重要進(jìn)展,作為封面文章發(fā)表于近日出版的《基因組研究》上,,據(jù)悉,,這是國內(nèi)相關(guān)研究首次以封面文章形式在該雜志發(fā)表?!痘蚪M研究》編輯部還同期發(fā)布新聞,,向國際公眾介紹這項研究成果,認(rèn)為該工作“開展了迄今為止最大規(guī)模的病原細(xì)菌(含動物病原細(xì)菌)基因突變和致病相關(guān)基因篩選工作”,,因而給予了高度評價,。
野油菜黃單胞菌與水稻白葉枯病菌同屬一類細(xì)菌,有關(guān)專家認(rèn)為,,這項研究結(jié)果還將有助于我國水稻以及其它農(nóng)作物細(xì)菌性病害的研究,。科學(xué)家有望通過對比病原菌相同和不同的致病策略,,為針對性地防治農(nóng)作物病害開辟新的途徑,。