中科院在解析植物抗白粉病信号级联领域取得进展

<正>植物与病原微生物间存在信息的相互识别和相互干扰,并通过生物间信息流构成了复杂的相互关系,其中蕴藏着丰富的生物学问题。这是生物信息流先导专项的主要研究内容之一。植物对种间信息进行识别和解码,使其在与病原微生物共同进化的过程中进化出与动物相似的先天免疫及防卫系统。在这个过程中,科学家们已经发现,丝裂原活化蛋白激酶MAPK级联信号通路在调控植物抗性方面发挥重要作用,然     

“作物病虫害的导向性防控-生物间信息流与行为操纵”启动会召开

<正>笔者从中国科学院获悉,该院战略性先导科技专项(B类)"作物病虫害的导向性防控-生物间信息流与行为操纵"启动会于日前在北京召开。该院副院长张亚平出席会议。专项启动会由该院前沿科学与教育局许瑞明局长主持。"作物病虫害的导向性防控-生物间信息流与行为操纵"先导专项以动物研究所为依托单位,联合微生物所、遗传发育所、上海生命科学院植物生理生态所、昆明植物所、武汉病毒所和中国科学技术大学     

美国何胜洋院士谈病菌-环境-微生物群互作机制的研究进展

<正>近日,国际上植物病理学领域最顶尖的科学家之一的美国科学院院士、霍华德·休斯医学研究所研究员何胜洋作了题为《"Disease-Climate-Microbiome"interactions in plant disease susceptibility》(病菌-环境-微生物群互作机制研究)的学术报告。报告中,何胜洋院士对自己多年来以拟南芥和假单胞菌属为研究课题,在植物与病原微生物互作方面多个里程碑式的研究成果     

科学家研究发现植物免疫新机制

<正>植物通过细胞表面免疫受体识别来自于病原微生物的分子,激活天然免疫;而病原微生物通过向植物细胞分泌效应蛋白,这些蛋白往往通过翻译后修饰宿主蛋白,抑制天然免疫反应;植物通过进化,利用动植物中保守的、定位于胞质的NLR类型的免疫受体识别效应蛋白,重新激活免疫反应。研究胞内免疫受体识别病原微生物效应蛋白的分子机制不仅有助于理解植物与病原微生物间的进化关系,还能为研究动物     

植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展

为揭示植物与土壤微生物之间互作关系的途径与机制,综述了根际有益微生物对植物生长发育的促进作用以及植物根际分泌物对土壤微生物的影响这2个方面的研究进展,主要分述了根际促生微生物PGPM对植物生长发育的促进作用;生防微生物BCA对植物生长发育的促进作用;根系分泌物的组成;根系分泌物的功能;根系分泌物影响土壤微生物的途径等方面的内容。指出植物与土壤微生物之间互作关系机理的研究还不够深入,对PGPM菌株的筛选和适应能力的研究,生防微生物的生态适应性及对靶标病原菌的作用机制研究,对根系分泌的分离鉴定方法的优化及化感作用途径等需要更深入探究。今后应加大现代分子生物学技术在相关研究中的应用,将分子生物学技术与传统培养方法相结合,进一步揭示植物与土壤微生物之间的互作关系。     

沈其荣教授团队揭示调控根际微生物与病原菌资源争夺战的“秘密武器”

正对稀缺资源的争夺是生物世界的永恒主题,植物根际的微生物也不例外。那么,根际有益微生物与病原微生物之间,围绕什么稀缺资源进行争夺?如何上演你争我夺?对作物健康有什么影响?南京农业大学资源与环境科学学院沈其荣教授带领的土壤微生物与有机肥团队、微生态与根际健康实验室取得了重要进展,成果揭示根际微生物铁载体介导根际菌群与土传病原青枯菌互作,在作物健康中发挥了关键作用。     

科学家发现miRNA和效应蛋白在植物与病原微生物战役中的新功能

正与人类一样,植物在生长发育过程中也会受到各种病原微生物的侵袭,且在长期进化中形成了复杂的防御体系,而病原微生物也发展出对抗寄主抗性的多种多样的策略。近日,中国科学院生物互作卓越创新中心研究员郭惠珊团队发现mi RNA和效应蛋白在植物与病原微生物战役中调控免疫和抑制免疫的新功能,并详细解析了它们的作用机制。"生长与防御的权衡"是植物协调生长与抗逆的平衡。在植物的免疫机制中,免疫受体R蛋白识别病原效应蛋白诱发的免疫反应和小分子RNA(si RNA/mi RNA)介导的RNA沉默是两种重要的防御途径。没有病原侵染时,如     

科技与产品

<正>中国农业科学院揭示昆虫-病毒-寄主植物互作关系近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军研究员领衔的蔬菜虫害防控创新团队利用生物学、生态学和分子生物学方法并结合突变体材料的应用,发现植物诱导产生的防御途径可通过相互间的"通话"调控不同有害生物种群的暴发。据悉,植物-昆虫-病原物在长期的进化过程中形成了复杂的互作关系。昆虫和病原物危害寄主植物,寄主植物则通过诱导产生的防御机制来抵御这种     

类枯草杆菌蛋白酶在植物和病原物互作中的研究进展

类枯草杆菌蛋白酶(subtilisin-like proteases,Subtilases)是一类在植物发育和信号级联中实现高度特异性功能的丝氨酸蛋白酶。相关研究表明,几种类枯草杆菌蛋白酶在病原物侵染后被特异性诱导并参与寄主细胞程序性死亡,同时能够在病原物识别和信号转导级联反应中发挥重要功能,但是对其参与植物-病原物互作的具体机理的了解仍然非常有限。本综述对已经成功解析功能的类枯草杆菌蛋白酶相关信息进行整合,概述了其分布、结构、功能等信息,重点突出了其在植物和病原物互作中的作用,旨在为深入理解植物对病原物的防御机制和作物抗病育种提供指导。     

连作障碍中化感自毒效应及间作缓解机理

连作障碍是典型的土壤-植物负反馈现象,长期以来困扰农业生产的发展,作物连作障碍形成机理与防治一直是国内外学者的研究热点。自毒作用是连作障碍的发生机制之一,连作下土壤中自毒物质累积通过影响作物的营养吸收、光合作用、酶活性等生理过程而抑制作物生长;同时自毒物质还通过改变微生物区系,降低土壤微生物活性和多样性,促进病原菌增殖,加剧土传病害发生而导致连作障碍危害加重。利用植物化感作用而采用的间作模式,可为克服作物连作自毒物质引发的土传病害发生提供环保、经济、有效的防治途径,符合现代农业可持续发展的思路。笔者从营养和生理角度分析间作提高作物的抗性,从根际微生物-自毒物质-病原菌互作角度阐明间作缓解连作自毒效应的机理,为理解间作系统地下部根际生态过程与连作障碍缓解及制定合理的间作模式提供参考,并有助于揭示地上-地下生物多样性互馈机理。     

植物病原真菌铁离子信号功能机制研究进展

铁离子作为微生物正常生长不可或缺的营养元素之一,在细胞的基础代谢以及调控植物病原真菌侵染结构形态等方面发挥了重要的作用,植物病原真菌也依赖铁离子来维持致病力。本研究综述了真菌的还原铁同化系统、真菌的铁载体调控机制、真菌对亚铁红素的吸收和真菌胞内铁平衡调控机制,以及铁离子对植物病原真菌致病力的影响,铁离子参与植物和病原微生物的互作,病原真菌胞内铁离子调控的关键环节出现问题会显著影响病原菌的毒性。此外,本研究展望了铁离子信号通路后续有待研究的问题。     

农林作物“内服药”漫谈

农林作物在生长发育过程中,常会遭受各种各样病原微生物的侵害,使其产生各种各样的病害。危害作物的病原微生物有细菌、真菌、病毒、类菌体等,病原微生物危害方式多样,有的寄生在植物体表,有的潜入组织结构的内部,以植物细胞为营养,在植物体内完成自已的生长发育过程,再次侵染农林作物。     

植物天然免疫控制机理研究获进展

<正>病原微生物效应蛋白引发的免疫(effector triggered immunity ETI)是植物天然免疫的重要组成部分,在ETI反应中,植物通过胞内免疫受体特异性地识别病原物分泌的效应蛋白进而激活下游的抗性反应,但免疫受体的活性调控机理仍不清楚。拟南芥的抗性蛋白RPM1是重要的细胞内免疫受体,RPM1特异性地介导对效应蛋白Avr B的识别,这种识别是通过对RPM1-互作蛋白RIN4的Thr166磷酸化介导的。目前的模型认为,该位点磷酸化直接被RPM1所识别,触发免     

植物抗病基因特异性分子进化

病原物与寄主间长期的相互选择与适应，使得植物的抗病性具有丰富的表现形式。根据基因对基因模式，植物中存在的抗病基因和病原物中具备的无毒基因的互作进化可视为连续的步步适应的相互选择的过程。随着抗病基因的分离以及抗病性分子生物学研究的不断深入，抗病基因保持对无毒基因的识别从而不断进化的分子机制逐步得到阐明。本文综述了植物与病原物相互作用过程中，植物对病原物的特异性识别，由此获得的对于该病原物的专化抗性，并且随病原物的变异而进化的分子机制方面的研究进展，主要包括：抗病基因的结构特征，无毒基因的多样性，抗病基因的基因组结构，抗病基因之间在起源和进化上的关系以及重组、复制、删除、转座子等对植物保持对不断变化的无毒基因特异性识别所起的作用等方面。     

植物免疫机制研究取得新进展

正植物与病原微生物长期协同进化过程中,形成了多层次的防御体系抑制病原的侵染。近期,中国科学院生物互作卓越中心研究员周俭民团队在植物免疫机制研究中取得了新进展。次生代谢物在植物抵御病原侵染中发挥着重要的作用,目前发现的植物次生代谢物种类繁多、结构各异,但对其作用机制的认识匮乏。对植物抗菌代谢物活性的认知,主要基于多数抗菌代谢物在体外具有杀菌或抑菌的活性,但     

中科院揭示LysM蛋白介导的真菌-昆虫互作效应机制

<正>近期,中国科学院上海生命科学研究院上海植物生理生态研究所王成树研究组的最新研究成果,以"Divergen LysM effectors contribute to the virulence of Beauveria bassiana by evasion of insect immune defenses"为题在线发表在PLoS Pathogens上。研究以昆虫病原真菌球孢白僵菌为对象,揭示了LysM蛋白介导真菌-昆虫互作的效应机制。真菌细胞壁成份中的几丁质是重要的病原模式分子,植物病原真菌通过分泌含有LysM结构的效应蛋白(effector)保护细胞壁、结合游离的几     

我国科学家在植物-微生物相互作用研究中取得重要进展

<正>据中国科学院上海生命科学研究院通报,6月8日,国际学术期刊《科学》在线发表了该院植物生理生态研究所王二涛研究组关于植物-微生物相互作用的最新研究成果。研究论文"Plants transfer lipids to sustain colonization by mutualistic mycorrhizal and parasitic fungi"首次揭示了在丛枝菌根真菌与植物的共生过程中,脂肪酸是植物传递给菌根真菌的主要碳源形式,并发现脂肪酸作为碳源营养在植物-白粉病互作中起重要作用。     

基于文献计量分析的根系分泌物研究进展

为深入了解根系分泌物研究进展及发展趋势,以Web of Science核心合集数据库2002—2022年根系分泌物的相关文献为数据源,采用文献计量学方法,借助软件VOSviewer和CiteSpace对年发文量、高产发文国家间合作关系、发文机构、期刊分布、文献共被引和高频关键词等进行可视化处理,并对不同研究阶段主要研究内容进行分析。结果表明,近20年根系分泌物研究领域年发文量总体呈上升趋势,在国际范围内受重视程度越来越高。中国、美国合作关系密切且合作发文最多,中国科学院与美国科罗拉州立大学致力于该领域研究并做出突出贡献,《Plant and Soil》和《Soil Biology&Biochemistry》为主要载体。生态系统、根际微生物、有机酸、基因、胁迫和植物适应性为根系分泌物研究的核心主题;不同研究阶段主要研究内容由早及近表现为信号传导—养分获取—化感作用—植物修复—植物与微生物互作。在分子水平上揭示植物与根际微生物的互作机理、根系分泌物与根际微生物在植物生长过程中的调控功能及分子机制等更为细化的研究将会成为未来一段时间的新兴研究热点。     

土著微生物菌群间的“便利关系”也为病原菌入侵植物提供了“便利”

<正>笔者从南京农业大学获悉,近期该校资环学院沈其荣教授团队根际微生态实验室在根际微生物互作与作物健康领域又取得重要进展,成果以题为"Facilitation promotes invasions in plant-associated microbial communities"发表于生态学领域顶级期刊《Ecology Letters》(5年影响因子13.237)。自然界中,植物根际(资源相对丰富的区域)定殖着大量复杂多样的微生物。在利用这些资源的过程中,微生物     

调控微生物-昆虫共生关系动态变化信号分子研究获进展

<正>红脂大小蠹是一种源自美国的重大林业外来入侵害虫。中国科学院动物研究所孙江华研究组通过对红脂大小蠹-共生微生物体系的系统研究,揭示了红脂大小蠹及其伴生真菌的共生入侵假说;提出了伴生真菌独特单倍型促进虫菌的"返入侵"假说;从红脂大小蠹-伴生真菌-寄主互作等解析了红脂大小蠹入侵机制,研发的以信息素为核心的防控技术在我国成功应用;构建了红脂大小蠹-伴生真菌-细菌-寄主油松跨四界互作模型。进而提出了关于入侵昆虫的"虫菌共生入侵学说"。在此基础上,研究组又进一步揭示了红脂大小蠹-伴生菌间共生关系赖以存在的基