近日，中國農業科學院植物保護研究所作物黃萎病防控創新團隊首次從大麗輪枝菌中鑒定出具有引起維管束組織塌陷同時發揮毒性作用的蛋白，揭示維管束病原大麗輪枝菌通過木聚糖酶破壞植物導管并發揮毒性作用引起寄主黃化萎蔫的為害新機制，研究結果在線發表于《植物生理學》（ Plant Physiology ）。
據論文作者戴小楓研究員介紹，土傳維管束病原真菌從植物根部侵入并在導管中定殖、擴繁和為害，萌發的孢子伴隨植物蒸騰作用擴散至植物整個導管系統，最終導致葉片黃化和萎蔫。
但在植物病理學界，其為害機制存在兩種學說，互相不能說服，成為黃萎病危害機制的一大懸案。其中，“毒素”學說認為，植物“黃萎”癥狀是真菌分泌的毒性蛋白作用所致；而“堵塞”學說認為“黃萎”癥狀是由真菌大量繁殖致使植物導管系統破壞塌陷及其引起的堵塞作用所致。
研究對大麗輪枝菌編碼的木聚糖酶家族進行系統鑒定和分析，發現其中一個木聚糖酶成員（VdXyn4）參與木聚糖、果膠和纖維素（維管束主要組分）降解過程。
與典型效應子激發免疫反應引起的細胞壞死不同，木聚糖酶依賴免疫受體介導的內吞作用定位到植物細胞的葉綠體和細胞核中，有效避免或延緩了植物防衛反應途徑，從而導致葉柄葉脈等維管束細胞壞死。
大麗輪枝菌誘導維管束細胞壞死的作用機制，為統一長期以來懸而未決的大麗輪枝菌引起黃萎病癥狀的“毒素”學說和“堵塞”學說提供了重要理論依據。
該研究得到國家重點研發計劃政府間國際科技創新合作重點專項、國家自然科學基金和中國農業科學院科技創新工程等項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiab274
