中科院微生物所有望攻克植物黃萎病

郭惠珊8年前的那個(gè)心愿終于實(shí)現(xiàn)了。9月26日，《自然—植物》雜志發(fā)表了郭惠珊團(tuán)隊(duì)的新成果，該研究揭示了他們利用基因“小剪刀”——RNAi創(chuàng)建的抗黃萎病棉花新品系，來有效擊棉花“癌癥”黃萎病的秘密。

2008年8月，中科院微生物所研究員郭惠珊*次在新疆看到綿延不斷的棉田。然而，她看到的不是令人欣喜的豐收景象，而是一片枯黃，遍地落葉，還有棉農(nóng)絕望的面孔。這一幕像釘子一樣扎在她心里，讓她*地想了解黃萎病究竟是怎么一回事。

zui近，郭惠珊團(tuán)隊(duì)先后發(fā)表了3篇文章，他們在揭示了黃萎病真菌如何“敲開”進(jìn)入棉花體內(nèi)的“大門”；運(yùn)用新型基因沉默技術(shù)——RNAi基因“小剪刀”阻止進(jìn)入棉花體內(nèi)的病菌肆意擴(kuò)散，并在陸地棉中培育出對黃萎病抗性較高的棉花新品系。

“這些研究理清了黃萎病致病機(jī)理，并創(chuàng)建新的抗病技術(shù)，對于減輕病害，提高棉花產(chǎn)量、改善棉纖維品質(zhì)，對實(shí)現(xiàn)脫貧致富和社會穩(wěn)定發(fā)展提供了科技支撐，是實(shí)現(xiàn)從理論研究走向應(yīng)用，突破行業(yè)技術(shù)瓶頸的典型范例。”微生物所副所長東秀珠評價(jià)說。

揭示真菌如何進(jìn)入棉花體內(nèi)

“棉花黃萎病會造成棉花植株葉片、蕾鈴干枯脫落，產(chǎn)量嚴(yán)重?fù)p失。”9月26日，郭惠珊在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說。

我國棉花年產(chǎn)量600萬~800萬噸，約占世界總產(chǎn)量30%，居*，受黃萎病危害zui為嚴(yán)重。作為中國zui大的棉生產(chǎn)基地，2015年新疆棉花種植面積達(dá)3400余萬畝，但黃萎病發(fā)病面積超過50%。

然而，由于引起該病害的病原在土壤40厘米的土層生活，且變異頻繁，傳統(tǒng)殺菌劑和化學(xué)藥劑防治難以奏效。而且其寄主多達(dá)120余種植物，傳統(tǒng)輪作抗病模式短期效果也不理想。

抗病先要找到致病機(jī)理，課題組通過反復(fù)試驗(yàn)zui終揭開了黃萎病菌的“遮羞布”，在揭示了黃萎病的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;——大麗輪枝菌的侵染結(jié)構(gòu)。

“大麗輪枝菌是一種半活體寄生的真菌，平時(shí)以微菌核的形式在土壤里潛伏。一旦接觸到植物組織，它們就會像變形金剛一樣，產(chǎn)生‘釘子’狀的侵染結(jié)構(gòu)，擊穿植物的細(xì)胞壁，鉆入根維管組織內(nèi)部，然后逐步占領(lǐng)整個(gè)維管組織，導(dǎo)致植物萎蔫生病。”郭惠珊解釋說。

“然后，它又開始利用死亡的植株腐生，在植物養(yǎng)分被耗盡后，回到地下，等待機(jī)會開始新一輪危害。”郭惠珊說。