記者10日從中國農業科學院獲悉，該院植物保護研究所與國內科研單位合作，揭示了大豆孢囊線蟲通過分泌幾丁質水解酶水解共生信號因子以破壞微生物—植物共生關系的分子機制。團隊還設計了該幾丁質水解酶的抑制劑，提出了防治孢囊線蟲的新策略。相關研究成果日前發表在國際期刊《自然·微生物》上。
孢囊線蟲是一類危害極為嚴重的植物寄生線蟲。孢囊線蟲寄生植物的主要危害之一是抑制固氮根瘤菌和菌根真菌等微生物與植物的共生關系。大豆孢囊線蟲是影響大豆產量最重要的因素之一。當大豆感染孢囊線蟲時，根瘤菌結瘤形成減少、固氮作用能力減弱，大豆產量顯著下降；菌根真菌的菌根減少，嚴重影響植物對磷的吸收。孢囊線蟲為什么能拮抗共生微生物的共生，成為該領域長期未解決的科學難題。
論文通訊作者、中國農業科學院植物保護研究所研究員楊青告訴科技日報記者，科研團隊研究發現大豆孢囊線蟲通過分泌器官亞腹食道腺分泌幾丁質酶，可以快速降解微生物共生所必需的共生信號因子——脂質幾丁寡糖和幾丁寡糖，從而阻斷共生微生物與植物之間的信息傳遞。
科研團隊通過生物化學和結構生物學手段，闡明了幾丁質酶只識別幾丁寡糖骨架，從而幫助孢囊線蟲切斷所有共生生物的脂質幾丁寡糖和幾丁寡糖與植物的通訊。基于三維結構，研究團隊設計開發了一種專一性的抑制劑，該化合物能夠解除孢囊線蟲對根瘤菌和叢枝菌根真菌共生的拮抗作用，一方面可以滿足植物的營養需求，增加產量，另一方面也可以幫助植物減輕孢囊線蟲的危害。
“本研究揭示了寄生孢囊線蟲阻礙微生物共生體建立的分子機制，并提供了一種小分子解決方案，為防治孢囊線蟲的危害提供了新思路。”楊青說。
