近期，国际出名植物学期刊《新植物科学家》上发表了一篇中国农业科学院的研究成就。成就显示，由中国农业科学院农产品加工研究所所长戴小枫领衔的有害生物防控创新团队，发现了棉花黄萎病的病原，也就是大丽轮枝菌导致植物落叶的分子机制。
棉花黄萎病是棉花主要病害之一，也是全国农业植物检疫对象之一。对于棉花来说，此类病能够叫做“癌症”。按症状差别，棉花黄萎病能够分为落叶型、枯斑型和黄斑型。一旦发病并且蔓延到中后期，很可能就会形成植株的大面积死亡。
其实，棉花黄萎病是由真菌大丽轮枝菌导致的。早在1817年，德国科学家就首次发现了大丽轮枝菌，这是一种经过土壤传播的病原真菌，它能破损植物的水分和养份运送系统，快速酿成植物的枯萎死亡。而大丽轮枝菌也曾与马铃薯晚疫病并列为世界头号检疫对象。
1935年，此类真菌从美国传入中国。大丽轮枝菌的迅速蔓延直接引起了上世纪90年代黄萎病在我国的大面积爆发，给棉花生产酿成重创。目前，这类疫病每年给棉花酿成的经济损失仍高达100多亿美元。更为可怕的是，大丽轮枝菌的寄主非常多，除了棉花，它还能侵害马铃薯、茄子、辣椒、西红柿等多种经济作物。
多年来，全世界的农业科研工作者一向致力于剖析大丽轮枝菌导致植物落叶的遗传机制，不过一向没有突破。而中国对于这个问题的研究，也是从上世纪90年代就开始了。那么，他们是怎么解开这其中的奥秘呢？
原来，中国的科研学者先对美国莴苣和荷兰西红柿上的大丽轮枝菌基因组进行了比较。他们发现，中国大丽轮枝菌的菌株比美国和荷兰的多出一个基因组片段，而该片段恰恰是从棉花的另一种病菌——枯萎病菌中“掠取”过来的。
只有落叶型的菌株能比对上G～LSR2的基因，非落叶型在该区域内的基因缺失。
什么意思呢？也就是说，大丽轮枝菌从美国传入中国后，在土壤中获得了棉花枯萎病的一些基因片段，变为了一种特殊的大丽轮枝菌。而正是有了棉花枯萎病的基因，此类特殊的大丽轮枝菌才对中国的棉花具有很强的侵害能力。
随着研究的进一步深切，团队还发现，来自美国的大丽轮枝菌从棉花枯萎病中“掠夺”来的基因片段包含7个基因。农科院的科研学者们形象地把它们称为一个“小团队”，在这个团队里，每个“队员”各司其职，它们有的负责转录调控因子，有的负责编码转运蛋白。其中，最关键的两名“成员”则负责编码聚酮合成酶，而这类酶正是导致寄主落叶的关键功能基因。
敲除“掠夺”来的基因后宿主植株恢复正常不落叶表型，真菌生物量也大大减少
说得再详细个别，当大丽轮枝菌获得这7个基因成员后，成员编码的功能基因会合成转化为一种化合物。此类化合物可以干扰棉花体内的磷脂代谢通路，让棉花对一种叫作“脱落酸”的植物内生激素加倍敏感，所谓“脱落酸”，顾名思义就是引起棉花枯萎落叶的激素，当“脱落酸”在棉花体内占据重要部位后，棉花就会产生激素紊乱的状况，最终引起棉花的枯萎死亡。
查清了这一起因后，怎样消灭棉花中的大丽轮枝菌就变得简单了很多。尽管这还需要个别时间进行进一步的研究，但总算为黄萎病的医治找到了门路。其它，这次研究也能够证明，在相关领域的扩展上，我国已经从跟跑欧美变为了并跑，并且正在实现领跑。
当然，这次研究只发现了中国棉花黄萎病的发病起因，国际上还有许多类型的大丽轮枝菌需要找到分子机制。所以，下一步，农科院的科研团队们将会牵头组织“大丽轮枝菌基因组学研究国际大科学计划”，未来，各国的科研学者有望从各种领域和角度，较为系统地阐明环球黄萎病病原的起源、群体结构，以及遗传演化等问题，而这些问题均是困扰国际学术界长达百年的主要科学问题。想想还真有些小激动呢！
信息来源：三农中国
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