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放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-11 19:29  浏览次数:0
摘 要:线虫是一种微小的、无处不在的蛔虫,能感染植物的根部,每年在全球范围内造成超过1000亿美元的农作物损失。新的研究发现,植物通
 线虫是一种微小的、无处不在的蛔虫,能感染植物的根部,每年在全球范围内造成超过1000亿美元的农作物损失。新的研究发现,植物通过操纵蠕虫的信息素来驱除虫害,为农民如何对抗这些害虫提供了见解。
 
该研究小组由博伊斯汤普森研究所(Boyce Thompson Institute)教职人员弗兰克施罗德(Frank Schroeder)领导,研究了一种叫做阿斯卡罗赛德(ascarosides)的化学物质,这种化学物质是蠕虫产生和分泌的,用来相互交流。正如1月10日发表在《自然通讯》上的一篇论文所述,研究人员已经证明,植物也通过代谢蛔虫苷和将代谢物分泌回土壤中来与线虫“对话”。
 
施罗德说:“不仅植物能‘感知’或‘闻到’线虫。”这是因为植物学会了一门外语,然后用这种语言播送一些东西来传播“这是个糟糕的地方”的宣传。植物干扰线虫的通讯系统,把它们赶走。”
 
这项研究建立在该小组先前工作的基础上,表明植物对ascr 18的反应,ascr18是由感染线虫的植物分泌的主要ascaroside,通过增强自身的免疫防御,从而保护它们免受多种害虫和病原体的侵害。
 
在早期的研究中,“我们还发现,当给植物注射ascr#18时,这种化学物质会随着时间的推移而消失,”BTI高级研究员、主要作者Murli Manohar说。
 
施罗德说,这一观察以及发表的文献表明,植物可以修改有害生物的代谢物,导致研究小组假设“植物和线虫通过小分子信号相互作用,改变彼此的信息”。
 
为了探索这个想法,研究小组用ascr 18处理了三种植物拟南芥、小麦和番茄,并比较了处理和未处理植物中发现的化合物。他们鉴定出三种ascr 18代谢物,其中最丰富的是ascr 9。
 
研究人员还发现,拟南芥和番茄的根系将这三种代谢物分泌到土壤中,并在土壤中加入90%的ascr 9和10%的ascr 18混合物,使线虫远离植物的根系,从而减少感染。
 
研究小组假设,土壤中的线虫将这种混合物视为一种信号,由已经感染线虫的植物发出,以“离开”并防止单一植物的过度繁殖。蠕虫可能已经进化成劫持植物新陈代谢来发送这个信号。反过来,植物可能已经进化到干扰信号,使其看起来受到尽可能严重的感染,从而愚弄可能的入侵者。
 
“这是他们关系的一个方面,以前没有人见过,”马诺哈尔说植物可能与其他害虫有类似类型的化学通讯。”
 
尽管ascr 9和ascr 18的混合物可以作为一种作物保护剂,Schroeder说,正如该小组先前的研究所描述的那样,在作物上使用直接ascr18不会有任何损害。
 
“Ascr#18主要使植物对病原体的反应更快、更强,而不是完全诱导防御反应本身,”他说因此,在减少生长、产量或其他问题上,不应给植物造成任何损失。”
 
研究小组还表明,植物通过过氧化物酶体β-氧化途径代谢ASCR 18,这是一个在许多植物物种中保守的系统。
 
施罗德说:“这篇论文揭示了一种古老的相互作用。”所有线虫都能制造蛔虫苷,植物有数百万年的时间来学习如何操纵这些分子。”
 
他补充道:“植物不是被动的绿色植物。他们是与周围环境互动对话的积极参与者,我们将继续破译这一对话。
 
 
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