對抗小麥莖銹病的新發現
2018/01/03 @國際
摘要
Sr50對包含Ug99的所有小麥銹病菌株皆有抗性，為找出相應的AvrSr50基因與變異特性，研究人員收集了不同來源菌株的序列數據，確定了病原AvrSr50基因組中容易發生變異的區域，進而表現出對Sr50的抗性。此研究成果顯示了植物的免疫系統如何直接辨識特定的真菌蛋白質。
示意圖
植物寄主與病原菌於自然界中演化許久，彼此消長而達到動態平衡。若植物中的R基因蛋白能辨識病原的Avr基因，就可以引發植物的免疫反應，達到抵抗病原的效果，且此植物稱為抗病株。然而病菌的Avr基因也會經過變異與演化，使得植物原有之R基因無法辨識，病菌就能順利感染植株，形成植物病害。
造成小麥莖銹病(wheat stem rust)的病原菌為Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt)，其中的Ug99菌株遍部非洲與中東地區，對小麥田的破壞性極高，而與Ug99相關度不一的毒性株也引起小麥高密度種植地區的重視；最近更在歐洲發現新的毒性株，將有傳播到美洲地區的可能性。
澳洲悉尼大學(University of Sydney)，英國聯邦科學與工業研究組織（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation；CSIRO），美國明尼蘇達大學(University of Minnesota)和美國農業部(United States Department of Agriculture；USDA)的研究人員為了瞭解小麥與銹病菌毒力的演化關係，探討了AvrSr50基因與Sr50基因的關聯。
Sr50對包含Ug99的所有小麥銹病菌株皆有抗性，為找出相應的AvrSr50基因與變異特性，研究人員收集了不同來源菌株的序列數據，確定了病原AvrSr50基因組中容易發生變異的區域，進而表現出對Sr50的抗性。此研究成果顯示了植物的免疫系統如何直接辨識特定的真菌蛋白質，並抵禦病原，相關技術也可以應用於預防與了解其他重要的植物病害的基因演化。【延伸閱讀】啟動RNA訊號防治害蟲
相關論文於Science發表，明尼蘇達大學植物病理學兼職教授Peter Dodds表示，到2050年時，發展中國家的小麥需求量預計將增長60％，光是經濟上就有巨大影響，若能妥善運用相關知識將有助於解決糧食安全方面的問題。
資料來源
- University of Minnesota
- 論文 Loss of AvrSr50 by somatic exchange in stem rust leads to virulence for Sr50 resistance in wheat
- 影片 Rust: the fungi that attacks plants
文章摘譯
