科学家发现不使用有毒化学物质就能消灭作物灰霉病的方法
cnBeta
2023-08-06 06:05:56
灰霉病是每年造成数十亿农作物损失的罪魁祸首，它感染了包括浆果和西红柿在内的多种水果和蔬菜，一直是农民们面临的作物顽疾。现在，研究人员发现了一种新的方法来对付这种霉菌，而不需要用有毒的化学药品对作物进行喷洒。
如果你曾遇到过草莓上覆盖着一层模糊的灰色物质，那你就亲眼目睹了灰霉病的影响。这种可怕的真菌影响着 1400 多种植物，直到现在，还没有一种有效的治疗方法。控制灰霉病的关键可能在于发现了霉菌细胞分泌的脂质"气泡"。
(相关资料图)
事实上，加州大学河滨分校的最新研究表明，这些气泡对于病原体与其宿主（包括许多类型的真菌以及细菌和哺乳动物）之间的交流至关重要。在这种情况下，研究人员发现灰霉已经学会了如何利用气泡实现成功感染。
领导该研究项目的 UCR 微生物学和植物病理学教授金海玲说："由于难以分离和研究，这些脂质气泡（也称为胞外囊泡）的重要功能几十年来一直被忽视。"
金教授说："现在我们知道，霉菌和它的植物宿主一样，也利用细胞外囊泡来保护和传递相当于武器的东西--小 RNA 分子，这些分子能抑制参与植物免疫系统的基因。"
生长在农产品上的灰霉。图片来源：Hailing Jin/UCR
研究人员在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上详细介绍了这一发现，研究人员不仅发现灰霉会在这些脂质气泡中分泌毒性 RNA，还发现一种特殊的蛋白质是灰霉产生气泡的关键。
这种蛋白质名为"tetraspanin"，出现在气泡的表面。研究人员发现，如果消除霉菌制造四蛋白的能力，霉菌分泌和输送气泡的能力就会大大降低。
金说："如果我们敲除气泡的这一关键成分，就能削弱它们传递小RNA或其他分子等抑制宿主免疫的武器的能力。"
在此之前，同一研究小组还发现了让真菌产生小 RNA 分子的基因。敲除这些基因以及让真菌制造四蛋白的基因，就能制造出新一代抑制灰霉病的"RNA杀菌剂"。
"万物都有RNA，而且RNA很容易被人类和动物消化。RNA可以在环境中迅速降解，不会留下任何有毒残留物，"金说。目前，灰霉病的主要治疗方法是杀菌剂，而这些化学物质会对人类和动物的健康以及我们的环境造成负面影响。
灰霉病是世界上对粮食作物危害第二大的真菌，仅次于水稻病原体 Magnaporthe。一种基于 RNA 的环保型杀真菌剂可以攻击分泌胞外囊泡的能力，也可能对 Magnaporthe 和其他真菌病原体有效。
"随着气候变化如此之快，许多真菌感染可能会恶化。我们很高兴能开发出适用范围如此广泛的保护全球食品供应的新型环保方法，"金说。
