水稻“头号杀手”有软肋

稻瘟病菌通过一个附着胞感染水稻。

美国特拉华大学的植物科学家们研究发现，有更多的线索表明真菌是水稻的头号杀手。

这些发表在2015年12月的《植物科学前沿》和《植物生物学新见》上的成果，使人类能够更有效地控制水稻稻瘟病菌。

该研究由特拉华大学农业和自然资源学院的植物和土壤科学副教授Harsh Bais领导。“大米是世界性的粮食——它提供人体消耗的卡路里的五分之一。因此，人类迫切需要寻找一种降低水稻稻瘟病菌影响的方法，尤其是2050年全球人口预计将超过90亿，这也意味着更多的食物需求。”Bais说。

在此前的研究中，Bais的团队发现，绿针假单胞菌EA105——这种生活在水稻根部周围土壤中的有益微生物可以触发对稻瘟病菌的系统性防御。

干旱时，水稻会在根部产生大量的脱落酸，这些应激激素一直传送到水稻的叶片处，以关闭微小气孔，从而防止水分流失到空气中。

Bais的团队发现，当稻瘟病病菌入侵水稻时，水稻中的脱落酸会增多，这非但没有增加水稻的防御机能，反而使得病原体更加强力。“脱落酸就像一把双刃剑，它能够在干旱时保护植物，也能在病原体存在时抑制植物先天的防御机能。”Bais解释道。

Bais的团队用脱落酸处理了稻瘟病病菌的孢子。他们发现，在10小时内，84%的孢子发芽了，并形成了一种称为附着胞的专门的感染结构，它就像攻城槌一样对稻叶施压，直至病菌通过稻叶表面。然而，如果同时用绿针假单胞菌EA105和脱落酸处理稻瘟病菌的孢子，就只有23%的孢子能够形成这种感染结构。

“稻瘟病菌利用脱落酸增强自身优势。” Bais说，“人们一直在努力寻找控制稻瘟病菌的办法，因为稻瘟病菌不仅影响水稻，还影响大麦和小麦，而脱落酸正是我们的方法。”

尽管脱落酸能够增强稻瘟病菌的毒性，然而它本身并不是稻瘟病的攻击目标。它在植物中发挥了重要的作用，包括增强植物的耐高温、耐高盐以及耐干旱等机能。然而，针对稻瘟病病菌中的特定的基因，假单胞菌EA105和脱落酸的合成物则能施以重拳。

“植物和它们的微生物邻居间，通过化学信号维持着错综复杂的关联，并试图从中获取最大的利益。我们希望能够利用某些关联，增进食品安全。”Bais说。