研究小組希望消除水稻中的危險植物病害

大米是世界上最貧窮和營養(yǎng)最弱的人們的第一大主食。世界上每天有超過一半的人口吃米飯。在撒哈拉以南非洲地區(qū)，稻米是增長最快的食物來源，提供的卡路里比其他任何作物都多。對糧食安全的一項危險威脅是稻米黃單胞菌(Xanthomonas oryzae pv)引起的稻瘟病。稻(Xoo)。僅在印度，每年由細菌性疫病造成的損失估計為36億美元。Xoo可能破壞小農(nóng)的整個年度收成，使他們的糧食供應，收入和土地所有權受到威脅。

健康農(nóng)作物旨在為這些農(nóng)民提供有效的工具，以抗擊細菌性疫病，從而從長遠角度消除這一流行病。該聯(lián)盟由三大洲的六個研究機構組成。

那么，團隊如何控制細菌?密蘇里大學的楊冰博士解釋說：“我們通過防止有害的Xoo細菌劫持植物的食物資源來限制其分裂的能力，” 為了理解這一點，他們利用了Xoo細菌如何獲取宿主營養(yǎng)的知識。一旦致病變種感染了水稻，它分泌的蛋白質(zhì)，即所謂的TAL效應，入粳米細胞。TAL效應子打開宿主的SWEET基因，然后從水稻細胞輸出糖并將其提供給存在于細胞壁空間中的細菌。這樣細菌就會有足夠的資源繁殖。

越南沙巴的水稻梯田：水稻是世界上最重要的糧食作物，對亞洲和非洲的營養(yǎng)尤其重要。在這些國家，大米通常由小農(nóng)種植。如果它們的田地被細菌性疫病感染，它們的生存將受到威脅。圖片來源：HHU /莎拉·施密特(Sarah M. Schmidt)

一些水稻品種對某些特定類型的Xoo細菌具有抗性。研究小組先前確定這些變種包含SWEET啟動子的變體，這些變體不允許細菌TAL效應子結合。從本質(zhì)上講，植物改變了鎖，因此細菌無法激活SWEET轉運蛋白并操縱糖的轉運以實現(xiàn)自身利益。

反過來，細菌也可以適應：不同的Xoo菌株具有不同的密鑰。一方面，Xoo菌株在開發(fā)新鑰匙，另一方面在抗??性水稻品種上改變了鎖，之間存在一場競賽。該聯(lián)盟在SWEET啟動子中確定了六個攻擊點。項目負責人Wolf B. Frommer說：“有了這里的知識和開發(fā)的工具，我們開發(fā)新抗藥性的速度至少可以和細菌可以開發(fā)新關鍵的速度一樣快。”

在《自然生物技術》雜志的兩個背對背出版物中，“ 健康作物”展示了從世界各地收集的兩個流行水稻品種的一系列變種，它們對大量引起細菌性枯萎病的Xoo菌株具有抗性。它還描述了Sweetr-Resistance試劑盒，該試劑盒能夠快速表征新細菌菌株，從而設計出一種長期且針對性強的新抗藥性部署策略，從而從長遠來看也可以戰(zhàn)勝該疾病。亞洲和撒哈拉以南非洲地區(qū)的研究人員。

IRD小組負責人Boris Szurek博士說：“我們使用最先進的工具，在病原體與水稻的競爭中領先一步。”

IRRI小組負責人Ricardo Oliva博士說：“現(xiàn)在是從事抗病水稻育種的激動人心的時刻。我們的研究結果為根除嚴重影響依賴小農(nóng)戶生活的疾病鋪平了道路。賴以生存的稻米?，F(xiàn)在，領先敵人一步，甚至有可能超越敵人。”