研究人員發現馬鈴薯晚疫病的發病機制

由德國蒂賓根大學（University of Tübingen）科學家領銜的國際研究團隊發現了一種溶細胞（cytolytic）毒素的活動方式。溶細胞素由細菌和真菌等病原體產生，在未采取化學防護措施的情況下，可令農作物收成毀于一旦。研究由蒂賓根大學及其在美國伯克利、法國波爾多、斯洛文尼亞盧布爾雅那、比利時列日、日本和光以及德國哥廷根的合作機構共同完成，研究結果或許能幫助人們找到更好的方法，令農作物免受此類病原體之害。該研究發表在最新一期的《科學》（Science）雜志上。“這種致病生物生產的溶細胞素是一種名副其實的嗜殺毒素。”蒂賓根大學植物分子生物學中心伊莎貝爾·阿爾伯特博士說，“該致病生物的目的在于殺死植物細胞，從而靠死亡組織生存。”溶細胞素在植物細胞的細胞膜上穿孔，造成無可挽回的損傷，植物細胞一旦被感染就會死亡。阿爾伯特解釋說，馬鈴薯晚疫病致病疫霉并不是唯一會使用上述方式殺死植物的病原體；此外還有主要針對根莖的胡蘿卜軟腐病果膠桿菌（Pectobacterium carotovorum），針對水果和蔬菜作物的葡萄孢屬真菌（Botrytis fungus）等。但人們至今仍未弄明白為什么這些溶細胞素在對某些植物造成嚴重破壞的同時卻不會影響其他植物。“比方說，所有谷類作物都不會受到這種毒素侵害，”阿爾伯特說，“因此，馬鈴薯晚疫病不會影響谷物。”目前研究人員發現，植物對溶細胞素的敏感性取決于植物細胞內的一種受體，而不同類型植物的這種受體有著明顯的區別；雖然這種受體都是糖殘基與脂肪組成的分子鏈，但是馬鈴薯和番茄等植物中這一分子鏈較短，而谷類作物中的分子鏈要長很多。阿爾伯特在報告中寫道：“谷類作物細胞內的受體分子鏈更長，說明溶細胞素雖然可以與小麥和大麥細胞內的受體相連，但卻不能接觸到細胞膜，因此也就不會造成致命的影響。”領導研究的索斯滕·紐倫堡教授解釋道，不同毒素受體的特性有著重要的潛在應用。很多雜草細胞內的受體也對溶細胞素敏感，這使得人們可以用針對性非常強的微生物毒素來生產天然除草劑，相較于目前的草甘膦等除草劑，天然除草劑對環境更為友好。

紐倫堡稱該研究帶來的另一個前景是新型生物植物保護劑的開發。他相信人們可以利用特殊的糖分子來阻斷溶細胞毒素，不讓它們進入脆弱的植物細胞，通過這種方法，可以有效預防許多致命的植物疾病。