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      科學家們發(fā)現(xiàn)了番茄防治細菌斑病的新系統(tǒng)
      
			
      
				2019-01-16 10:11:36
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      博伊斯湯普森研究所(BTI)和弗吉尼亞理工大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了植物與致病菌之間持續(xù)軍備競賽的新機制，番茄用它來檢測細菌斑點病的致病因子。該團隊在番茄植物中發(fā)現(xiàn)了一種新的受體，稱為FLAGELLIN-SENSING 3(FLS3)，可觸發(fā)針對細菌攻擊的防御。FLS3存在于少數(shù)植物物種中，包括番茄，馬鈴薯和胡椒。該研究發(fā)表在Nature Plants上。
      

      科學家們發(fā)現(xiàn)了番茄防治細菌斑病的新系統(tǒng)
      

      “這是一個受體的一個有趣的例子，它似乎最近才進化，因為它只在一小組植物中發(fā)現(xiàn)，”第一作者Sarah Hind說，他是BTI的Gregory Martin教授實驗室的研究員。“這一發(fā)現(xiàn)為將FLS3引入其他經(jīng)濟上重要的作物植物提供了可能性，這些植物可能對其他植物中不天然存在的細菌病原體產(chǎn)生抗性。”
      

      FLS3檢測到鞭毛的一部分，鞭毛是一種尾狀附屬物，可幫助細菌在其環(huán)境中游動，主要由鞭毛蛋白組成。當細菌侵入植物時，F(xiàn)LS3受體與鞭毛蛋白的一個區(qū)域flgII-28結(jié)合并觸發(fā)免疫反應。
      

      FLS3是番茄中發(fā)現(xiàn)的第二種鞭毛蛋白傳感器。第一種稱為FLS2，在大多數(shù)陸地植物中發(fā)現(xiàn)，通過識別一個名為flg22的鞭毛蛋白區(qū)域來檢測入侵細菌。由于許多植物具有FLS2受體，因此幾種細菌物種在其鞭毛蛋白的flg22部分中獲得了突變，并且這些突變改變了鞭毛蛋白形狀，使得FLS2不再能夠識別它。因此，獲得FLS3受體可以作為代表番茄的對策，以檢測已經(jīng)改變flg22的細菌。
      

      Martin和他的同事們與弗吉尼亞理工大學的博士后研究員Christopher Clarke和Boris Vinatzer教授合作，他們之前將flgII-28鑒定為番茄可以檢測到的鞭毛蛋白的保守片段。研究人員共同證明FLS2不能識別flgII-28，這表明存在尚未知的FLS3。此外，研究人員與北卡羅來納州立大學的副教授Dilip Panthee合作，篩選了傳家寶番茄品種，發(fā)現(xiàn)包括黃梨在內(nèi)的一些品種對flgII-28沒有反應，這表明番茄必須缺少FLS3。
      

      “發(fā)現(xiàn)一些傳家寶西紅柿，如黃梨，對flgII-28沒有反應是使用遺傳學方法鑒定FLS3的關鍵，”資深作者馬丁說，BTI的Boyce Schulze Downey教授和康奈爾大學的教授綜合植物科學學院。
      

      在目前的論文中，Hind使用黃梨西紅柿和番茄的野生近緣種Solanum pimpinellifolium來鑒定FLS3基因，并展示它如何起到減少細菌生長的作用。但為了證實FLS3是flgII-28的受體，她需要證明這兩種分子可以在物理上相互作用。Martin和BTI實驗室的研究人員Frank Schroeder副教授開發(fā)了尖端的生物化學技術，以確定FLS3和flgII-28之間的穩(wěn)定復合物，從而驗證FLS3為flgII-28受體。
      

      “證明生物分子的直接相互作用仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，我們的工作將有助于開發(fā)探索受體 - 配體相互作用的更好方法，”共同作者，康奈爾大學化學與化學生物學教授施羅德說。
      

      該研究表明植物免疫系統(tǒng)在對抗傳染性細菌的持續(xù)軍備競賽中具有多樣性。“植物總是想出新的方法來打敗病原體，”Hind說。“我們正試圖了解他們是如何做到的，然后利用這些知識開發(fā)出更多抗病植物。”
      
			

			
        
      
			
      
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