植物通过给病原体“断粮”防病

2016年12月03日09:10  来源:科技日报
 
原标题:植物通过给病原体“断粮”防病

  日本京都大学、德岛大学等组成的联合研究小组最近发现,植物被病原体感染时其细胞会增强糖的吸收活性,以此来回收细胞外的糖,阻止病原体摄取糖分。

  碳是构成生命体的重要元素之一,植物通过光合作用把空气中的二氧化碳合成为糖加以利用。但众多生物获得碳的途径,是通过植物及其他生物来摄取有机化合物。病菌等病原微生物感染增殖时,特别是感染植物的病原体,会吸收植物光合产物——高浓度蓄积的糖作为主要的碳来源。科学家至今对病原体在榨取植物糖时,植物是否具有对抗病原体的防御手段尚不清楚。

  研究小组发表在最近一期《科学》杂志上的论文称,他们使用植物模型拟南芥,对植物的糖吸收与病原菌抵抗性关联进行了试验。拟南芥的糖吸收主要由STP1和STP13两个糖转运蛋白进行。实验发现,与野生植物相比,STP1和STP13蛋白基因被破坏的植株抵抗细菌能力下降,显示糖吸收与细菌抵抗性相关。

  植物细胞识别细菌的鞭毛蛋白及菌类的细胞壁片段等带有病原微生物特征的分子后,会发动防御反应。研究小组发现,在激活拟南芥防御反应时,其糖吸收活动显著上升。植物通过发动防御反应后减少细胞外糖含量,抑制病原菌的病原性因子分泌,限制其代谢能量,从而抑制病原细菌的增殖。

  从此次新发现的植物防御机理可以看出,除病原细菌外,多数植物病原体都是以摄取植物的糖来作为碳源,因此,该防御机理对大多数细菌及菌类有效。以此为基础,利用提高植物糖吸收的化合物,可开发出对多种细菌有效的新型农药。(记者陈超)

(责编:郝孟佳、熊旭)

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