2019-01-11 09:15:53 王壹
三十年磨一劍 三代科研人攻克國際難題
我國科學家首次揭示大麗輪枝菌引起棉花落葉性狀的分子機制
“國際同行研究50余年、發(fā)表一百多篇論文沒有解決的問題，我們如今給解決了！”中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所所長、博士生導師、有害生物防控研究團隊首席科學家戴小楓研究員在日前的記者會上宣布。戴小楓團隊解決的問題是：發(fā)現(xiàn)黃萎病病原─大麗輪枝菌在與枯萎病菌長期混生過程中通過“掠取”（基因水平轉移）基因片段，參與引起植物落葉化合物─N-?；掖及返暮铣珊娃D運，并導致植物落葉的過程。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制，為進一步明確大麗輪枝菌侵染致害病理和發(fā)展相應的生物防控技術提供了理論基礎。
據(jù)悉，這一重大發(fā)現(xiàn)是該團隊繼2017年報道的廣譜寄生性病原大麗輪枝菌通過水平轉移獲得?；郧秩炯闹鞯哪芰笥忠淮卧趪H植物學權威期刊《New Phytologist》上發(fā)表相關成果。
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檢疫對象，是典型的通過土壤傳播的病害，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、楓樹等）等。對于我國來說，黃萎病是棉花生產(chǎn)的頭號病害，被稱為棉花的“癌癥”，造成年均產(chǎn)量損失20%以上，直接經(jīng)濟損失數(shù)百億元；尤其是上世紀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致了上世紀90年代至本世紀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，我們跟在國外團隊后面跑，如今，我們也比肩歐美了！”論文的第一作者張丹丹博士激動地說?？v觀兩百年來黃萎病的研究歷程，科學家一直致力于回答大麗輪枝菌維束管定殖、休眠結構微菌核形成、無性繁殖、寄主廣譜與專化、落葉與非落葉等六大主要生物學問題。以美國科學家為首的團隊已經(jīng)基本解決了前兩個問題，荷蘭科學家主導解決了第三個問題，剩下的兩個問題一直未有突破。針對這兩個問題，30多年來，中國農(nóng)業(yè)科學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化性及引起植物落葉性狀的遺傳機制，圍繞菌株收集、落葉性狀表型鑒定、分子檢測方法、群體遺傳結構等開展了一系列研究，苦心人終不負，戴小楓研究員帶領團隊解決了這兩大問題，標志著中國在黃萎病為害機理研究方面正式比肩國際一流。
戴小楓研究員進一步告訴記者，2018年11月啟動了“大麗輪枝菌基因組學研究”計劃，這一國際大科學計劃以中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工所為牽頭單位，由國內外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株來源不同國家不同寄主的大麗輪枝菌全基因組解析及2000株左右的重測序變異組學分析，有望從全基因組學、代謝組學與合成生物學角度，較為系統(tǒng)地闡明全球黃萎病病原起源、群體結構及遺傳演化等困擾國際學術界長達百年的重要科學問題。這也標志著我們的研究成果被世界學術界所認可，成為這一領域的領跑者。
近年來，根據(jù)習近平總書記對廣大農(nóng)業(yè)科研工作者提出“面向世界科技前沿、面向國家重大需求、面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場”的要求，中國農(nóng)業(yè)科學院瞄準前沿科技問題，投入大量的人力物力財力攻堅克難，以創(chuàng)新工程助推國際一流，并取得了上述成果等一系列國際前沿的科研成果。
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