2019-01-11 09:15:53 王壹
三十年磨一劍 三代科研人攻克國(guó)際難題
我國(guó)科學(xué)家首次揭示大麗輪枝菌引起棉花落葉性狀的分子機(jī)制
“國(guó)際同行研究50余年、發(fā)表一百多篇論文沒(méi)有解決的問(wèn)題，我們?nèi)缃窠o解決了！”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所所長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師、有害生物防控研究團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家戴小楓研究員在日前的記者會(huì)上宣布。戴小楓團(tuán)隊(duì)解決的問(wèn)題是：發(fā)現(xiàn)黃萎病病原─大麗輪枝菌在與枯萎病菌長(zhǎng)期混生過(guò)程中通過(guò)“掠取”（基因水平轉(zhuǎn)移）基因片段，參與引起植物落葉化合物─N-?；掖及返暮铣珊娃D(zhuǎn)運(yùn)，并導(dǎo)致植物落葉的過(guò)程。這一發(fā)現(xiàn)首次闡明了大麗輪枝菌引起寄主植物落葉性狀的分子機(jī)制，為進(jìn)一步明確大麗輪枝菌侵染致害病理和發(fā)展相應(yīng)的生物防控技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。
據(jù)悉，這一重大發(fā)現(xiàn)是該團(tuán)隊(duì)繼2017年報(bào)道的廣譜寄生性病原大麗輪枝菌通過(guò)水平轉(zhuǎn)移獲得專(zhuān)化性侵染寄主的能力后又一次在國(guó)際植物學(xué)權(quán)威期刊《New Phytologist》上發(fā)表相關(guān)成果。
戴小楓研究員介紹，大麗輪枝菌是引起多種作物黃萎病的病原。該病原作為與馬鈴薯晚疫病并列的世界頭號(hào)檢疫對(duì)象，是典型的通過(guò)土壤傳播的病害，可侵染8科600多種寄主植物，包括棉花、馬鈴薯、蔬菜（萵苣、番茄、茄子、辣椒等）、瓜果（甜瓜、西瓜、草莓等）、林木（黃櫨、楓樹(shù)等）等。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，黃萎病是棉花生產(chǎn)的頭號(hào)病害，被稱為棉花的“癌癥”，造成年均產(chǎn)量損失20%以上，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)百億元；尤其是上世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的落葉型大麗輪枝菌菌系，能夠引起棉花葉片快速脫落、光桿，造成棉花絕產(chǎn)；該菌系的快速流行直接導(dǎo)致了上世紀(jì)90年代至本世紀(jì)初黃萎病的大面積爆發(fā)，給棉花生產(chǎn)造成重創(chuàng)。
“多年前，我們跟在國(guó)外團(tuán)隊(duì)后面跑，如今，我們也比肩歐美了！”論文的第一作者張丹丹博士激動(dòng)地說(shuō)。縱觀兩百年來(lái)黃萎病的研究歷程，科學(xué)家一直致力于回答大麗輪枝菌維束管定殖、休眠結(jié)構(gòu)微菌核形成、無(wú)性繁殖、寄主廣譜與專(zhuān)化、落葉與非落葉等六大主要生物學(xué)問(wèn)題。以美國(guó)科學(xué)家為首的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)基本解決了前兩個(gè)問(wèn)題，荷蘭科學(xué)家主導(dǎo)解決了第三個(gè)問(wèn)題，剩下的兩個(gè)問(wèn)題一直未有突破。針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，30多年來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院三代科研人員一直致力于分析大麗輪枝菌侵染寄主植物專(zhuān)化性及引起植物落葉性狀的遺傳機(jī)制，圍繞菌株收集、落葉性狀表型鑒定、分子檢測(cè)方法、群體遺傳結(jié)構(gòu)等開(kāi)展了一系列研究，苦心人終不負(fù)，戴小楓研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決了這兩大問(wèn)題，標(biāo)志著中國(guó)在黃萎病為害機(jī)理研究方面正式比肩國(guó)際一流。
戴小楓研究員進(jìn)一步告訴記者，2018年11月啟動(dòng)了“大麗輪枝菌基因組學(xué)研究”計(jì)劃，這一國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所為牽頭單位，由國(guó)內(nèi)外14家單位共同發(fā)起，旨在整合全球大麗輪枝菌菌種資源，完成150株來(lái)源不同國(guó)家不同寄主的大麗輪枝菌全基因組解析及2000株左右的重測(cè)序變異組學(xué)分析，有望從全基因組學(xué)、代謝組學(xué)與合成生物學(xué)角度，較為系統(tǒng)地闡明全球黃萎病病原起源、群體結(jié)構(gòu)及遺傳演化等困擾國(guó)際學(xué)術(shù)界長(zhǎng)達(dá)百年的重要科學(xué)問(wèn)題。這也標(biāo)志著我們的研究成果被世界學(xué)術(shù)界所認(rèn)可，成為這一領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。
近年來(lái)，根據(jù)習(xí)近平總書(shū)記對(duì)廣大農(nóng)業(yè)科研工作者提出“面向世界科技前沿、面向國(guó)家重大需求、面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)”的要求，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院瞄準(zhǔn)前沿科技問(wèn)題，投入大量的人力物力財(cái)力攻堅(jiān)克難，以創(chuàng)新工程助推國(guó)際一流，并取得了上述成果等一系列國(guó)際前沿的科研成果。
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