由德國蒂賓根大學(xué)(University of Tübingen)科學(xué)家領(lǐng)銜的國際研究團隊發(fā)現(xiàn)了一種溶細(xì)胞(cytolytic)毒素的活動方式。溶細(xì)胞素由細(xì)菌和真菌等病原體產(chǎn)生,在未采取化學(xué)防護措施的情況下,可令農(nóng)作物收成毀于一旦。研究由蒂賓根大學(xué)及其在美國伯克利、法國波爾多、斯洛文尼亞盧布爾雅那、比利時列日、日本和光以及德國哥廷根的合作機構(gòu)共同完成,研究結(jié)果或許能幫助人們找到更好的方法,令農(nóng)作物免受此類病原體之害。該研究發(fā)表在最新一期的《科學(xué)》(Science)雜志上?!斑@種致病生物生產(chǎn)的溶細(xì)胞素是一種名副其實的嗜殺毒素。”蒂賓根大學(xué)植物分子生物學(xué)中心伊莎貝爾·阿爾伯特博士說,“該致病生物的目的在于殺死植物細(xì)胞,從而靠死亡組織生存?!比芗?xì)胞素在植物細(xì)胞的細(xì)胞膜上穿孔,造成無可挽回的損傷,植物細(xì)胞一旦被感染就會死亡。阿爾伯特解釋說,馬鈴薯晚疫病致病疫霉并不是唯一會使用上述方式殺死植物的病原體;此外還有主要針對根莖的胡蘿卜軟腐病果膠桿菌(Pectobacterium carotovorum),針對水果和蔬菜作物的葡萄孢屬真菌(Botrytis fungus)等。但人們至今仍未弄明白為什么這些溶細(xì)胞素在對某些植物造成嚴(yán)重破壞的同時卻不會影響其他植物。“比方說,所有谷類作物都不會受到這種毒素侵害,”阿爾伯特說,“因此,馬鈴薯晚疫病不會影響谷物?!蹦壳把芯咳藛T發(fā)現(xiàn),植物對溶細(xì)胞素的敏感性取決于植物細(xì)胞內(nèi)的一種受體,而不同類型植物的這種受體有著明顯的區(qū)別;雖然這種受體都是糖殘基與脂肪組成的分子鏈,但是馬鈴薯和番茄等植物中這一分子鏈較短,而谷類作物中的分子鏈要長很多。阿爾伯特在報告中寫道:“谷類作物細(xì)胞內(nèi)的受體分子鏈更長,說明溶細(xì)胞素雖然可以與小麥和大麥細(xì)胞內(nèi)的受體相連,但卻不能接觸到細(xì)胞膜,因此也就不會造成致命的影響。”領(lǐng)導(dǎo)研究的索斯滕·紐倫堡教授解釋道,不同毒素受體的特性有著重要的潛在應(yīng)用。很多雜草細(xì)胞內(nèi)的受體也對溶細(xì)胞素敏感,這使得人們可以用針對性非常強的微生物毒素來生產(chǎn)天然除草劑,相較于目前的草甘膦等除草劑,天然除草劑對環(huán)境更為友好。
紐倫堡稱該研究帶來的另一個前景是新型生物植物保護劑的開發(fā)。他相信人們可以利用特殊的糖分子來阻斷溶細(xì)胞毒素,不讓它們進入脆弱的植物細(xì)胞,通過這種方法,可以有效預(yù)防許多致命的植物疾病。