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黃單胞菌是危害全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要植物病原細(xì)菌，能在水稻、柑橘、番茄等400多種作物上引發(fā)細(xì)菌性病害，由于抗病基因缺乏，該病害在我國多個(gè)稻區(qū)有快速蔓延之勢，防控尤為困難，被列為我國重要的作物檢疫性病害。

日前，記者從吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)了解到，該校植物保護(hù)學(xué)院、菌物學(xué)院孫文獻(xiàn)教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外科研單位就黃單胞菌致病機(jī)制進(jìn)行攻關(guān)，揭示了黃單胞菌核心致病因子AvrBs2促進(jìn)侵染致病的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)黃單胞菌存在一條“加工-轉(zhuǎn)運(yùn)-利用”專屬營養(yǎng)品生產(chǎn)流水線，開創(chuàng)了阻斷細(xì)菌營養(yǎng)攝取路徑的抗病生物育種策略，通過切斷病菌的“特供糧道”來實(shí)現(xiàn)作物抗病。

12月19日，這一成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）上。

多年來，細(xì)菌核心致病因子AvrBs2如何幫細(xì)菌“作惡”一直是個(gè)未解之謎。歷經(jīng)十余年系統(tǒng)研究，孫文獻(xiàn)教授團(tuán)隊(duì)證實(shí)黃單胞菌的AvrBs2是一種新型磷酸糖酯合成酶。該酶以植物細(xì)胞內(nèi)尿苷二磷酸-α-D-半乳糖為底物，催化合成新型二糖——黃單胞糖。這種化合物無法被植物分解，經(jīng)植物糖轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)入細(xì)胞間隙后，由細(xì)菌轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白XanT吸收，再經(jīng)磷酸二酯酶XanP水解為半乳糖-1-磷酸，供細(xì)菌生長繁殖。這樣，AvrBs2-XanT-XanP系統(tǒng)構(gòu)成黃單胞菌在寄主體內(nèi)的專屬營養(yǎng)生產(chǎn)供給線。

基于該發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地提出“抗?fàn)I養(yǎng)”防控策略。實(shí)驗(yàn)顯示，表達(dá)XanP的轉(zhuǎn)基因水稻在Xoc侵染后，體內(nèi)黃單胞糖累積量顯著降低，抗病性明顯提升，且未出現(xiàn)農(nóng)藝性狀及代謝物的變化，具備潛在的重大應(yīng)用價(jià)值。鑒于AvrBs2在各類黃單胞菌中普遍存在，“抗?fàn)I養(yǎng)”防控策略有望拓展應(yīng)用于柑橘潰瘍病、番茄斑點(diǎn)病等其他黃單胞菌病害，為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供科學(xué)支撐。