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青島農業大學揭示廣譜化學品防止植物病原真菌侵染的機制

責任編輯：左彬彬來源：Ad植物微生物日期：2022-10-18

由于植物病原體的感染而引起的植物病害對農業可持續性和糧食安全造成了全球性的威脅。在所有實施的病害管理策略中,應用殺蟲劑是最常見的管理做法。由于可用的高效殺真菌劑數量有限且使用頻繁,抗藥性已廣泛發生。具有抗真菌特性的廣譜農用化學品有不理想的脫靶效應,而位點特異性抑制劑則有產生高抗性的風險。這種權衡促使植物病理學家通過確定參與宿主定殖和免疫規避的途徑來獲得新的和更好的殺真菌劑靶標。Septin GTP酶和丙酮酸激酶已被確定為新的靶標,相應的抑制劑也已被發現。然而,到目前為止,在植物真菌病原體中只發現了數量有限的潛在藥物靶點。即使是這些靶點,也很少有藥物被開發和批準使用。因此,迫切需要確定新的病害干預靶點和開發以前未使用的化學品。

2022年8月5日,國際權威學術期刊Current Biology 發表了青島農業大學梁文星(eLife | 青島農業大學研究揭示尖孢鐮刀菌孢子萌發的分子機制)團隊的最新相關研究成果,題為Broad-spectrum chemicals block ROS detoxification to prevent plant fungal invasion的研究論文。

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植物病害對糧食安全造成了巨大的影響,是全球關注的問題。雖然應用農用化學品是目前控制植物病害的常見方法,但日益增長的抗藥性和這些化合物的非靶標效應的影響構成了重大挑戰。迫切需要確定與病原體有關的毒力機制和開發針對這些過程的新化學品。其中一個毒力機制是宿主植物在受到病原體攻擊時產生的活性氧(ROS)的解毒作用。因此,ROS解毒機制可以作為預防植物病害的藥物靶點,但目前開發的抗ROS清除藥物很少。在這篇文章中,科研人員表明,在模式系統中,灰霉病菌(Botrytis cinerea)分泌的細胞色素c過氧化物酶,BcCcp1可以清除植物產生的H2O2,促進病原體的入侵。過氧化物酶的分泌是由一個類似Tom1的蛋白BcTol1通過物理相互作用來調節的。科研人員表明,BcTol1在不同的水平上被調控,以增強BcCcp1在早期侵染階段的分泌。BcTol1或BcCcp1的失活導致B. cinerea的毒力急劇下降。科研人員確定了兩種BcTol1靶向小分子,它們不僅可以防止B. cinerea入侵,而且對廣泛的植物真菌病原體具有有效的活性,對宿主沒有可察覺的影響。這些發現揭示了真菌中ROS解毒的保守機制,并提供了一類潛在的殺真菌劑來控制各種植物病害。這里描述的方法對相關領域的進一步藥物發現有廣泛的意義。