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棉花也会得“癌症”,元凶是它…

2019-09-04 180文献解读

通常我们提到癌症,都默认是人类的疾病,比如肝癌、肺癌、结直肠癌...那植物会得癌症吗?

专业分析:植物由于有细胞壁的存在,即使有突变通常也无法转移扩散,并且植物比动物更容易替换死去的细胞或组织,所以植物会得癌症,但是不容易因为这个死掉。

黄萎病,一种由大丽轮枝菌引起,被称为棉花“癌症”的植物疾病。大丽轮枝菌是一种通过土壤传播的病原菌,能感染棉花、马铃薯等农作物。

大丽轮枝菌是如何造成棉花癌症的?

大丽轮枝菌_1

华大基因联合中国农业科学院食品科学与技术研究所在《New Phytolgist》发表了其最新科研成果:通过群体基因组分析,首次阐明了大丽轮枝菌引起棉花等寄主落叶的分子机制,在大丽轮枝菌寄主适应性进化研究方面取得重要进展,将为棉花等经济作物黄萎病病原的分子流行监测预报、抗病品种选育和新型生防药剂研发提供理论依据。

已知信息

大丽轮枝菌可被分为落叶型(D)和非落叶型(ND)两种。通常落叶型病原菌能更快导致宿主植株死亡,且对宿主的侵染也更加严重。

比较基因组分析表明,转录水平的调控基因以及谱系特异区域编码的铁/油脂代谢物,在大丽轮植菌的宿主适应性中起到了很重要的作用。

落叶型大丽轮枝菌的Vd991菌株的谱系特异区域(G-LSR2)上就编码了7个毒力因子。并且G-LSR2区域内的一些基因产物与一些能导致菌株毒力和宿主适应性的氧化还原反应的相关蛋白质有着同源性。

研究思路

  1. 通过全基因组测序确认谱系特异区域GLSR-2与落叶型病原菌的联系。
  2. 研究G-LSR2区域中7个棉花特异的毒力因子的功能。
  3. 研究大丽轮枝菌和假定的G-LSR2的起源基因中落叶基因的演变。
  4. 研究G-LSR2基因编码的次级代谢产物在导致落叶过程中的角色。

研究结果

大丽轮枝菌_2

谱系特异区域GLSR-2仅存在于落叶型病原菌中。

大丽轮枝菌_3

大丽轮枝菌_4

G-LSR2区域内的7个基因(VdDf1- VdDf7)导致了宿主的落叶功能。其中,VdDf5 和 VdDf6发挥着决定性的作用,并且经实验表明,这两个基因在大丽轮枝菌侵染棉花的过程中增强了菌的毒力。

大丽轮枝菌_5

大丽轮枝菌_6

G-LSR2是能调控具有催化落叶的化合物的合成的次级代谢产物基因簇。

本次研究中大丽轮枝菌的测序数据均已保存在国家基因库生命大数据平台(CNGBdb),项目编号:CNP0000156。

参考文献
Zhang D D, Wang J, Wang D, et al. Population genomics demystifies the defoliation phenotype in the plant pathogen Verticillium dahliae[J]. New Phytologist, 2019, 222(2): 1012-1029.
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