这一发现可能会颠覆小麦真菌威胁的遗传脚本

美国农业研究服务局（ARS）的研究人员发现，在抗击镰刀菌赤霉病方面取得了突破，这是一种影响美国小麦和其他谷类作物的主要疾病。

农民必须警惕枯萎病的迹象，这是一种在潮湿和高温条件下茁壮成长的谷类作物疾病。由真菌禾谷镰刀菌引起的这种疾病每年给小麦和大麦造成超过10亿美元的产量损失。这种疾病还会产生霉菌毒素，污染作物的谷物，限制其市场销售，甚至使其不适合用于食品或饲料用途。

现在，ARS领导的一个团队可能已经找到了一种方法来扭转镰刀菌赤霉病的局面，从而可能最大限度地减少它对消费者健康、农民利润和59.4亿美元的美国小麦出口市场构成的威胁。

该团队的发现发表在《分子植物-微生物相互作用》杂志上，主要围绕真菌自然产生的一种关键分子FgTPP1展开。

“这种分子有助于真菌关闭植物的防御或削弱植物的防御能力，使其能够在植物的其他部位生长，”团队负责人、印第安纳州西拉斐特ARS作物生产和害虫控制研究部门的研究分子生物学家Matthew Helm解释道。

FgTPP-1是真菌产生的数百种分子之一，有助于它感染小麦植物并导致镰刀菌赤霉病。Helm说，其他致病镰刀菌也会产生FgTPP1，这一事实“表明它具有重要功能”。

为了找到答案，Helm和他的研究团队使用了一种标准程序从真菌中“删除”FgTPP1基因。在实验室里，科学家们用基因缺失的真菌感染了易感春小麦品种的小麦头。他们还用FgTPP1保持完整的真菌感染了第二组小麦头。这使研究人员能够比较暴露于两种真菌组的小麦头中镰刀菌赤霉病的进展。

正如预期的那样，暴露在基因缺失真菌中的小麦头比暴露在完整真菌中的表现要好得多——前者导致18%至27%的小麦头患病，而后者则为50%。

Helm和他的团队表明，在感染期间，真菌使用FgTPP1来抑制植物的防御反应，使真菌生长并导致镰刀菌赤霉病。

现在，Helm的团队已经开始研究小麦中哪些蛋白质是FgTPP1的重要靶标，以及去除它们是否会减缓真菌向植物其他部分的传播。

赫尔姆指出，“诀窍在于通过去除植物所需的蛋白质来避免伤害植物。”

这项研究的结果将有利于商业种植的小麦自然抵抗这种疾病，并使其毒素远离用于消费者和牲畜的谷物。赫尔姆补充说，最终，投资和探索这样的新方法“为美国农民提供了另一种工具，可以用来管理小麦和大麦的枯萎病”。p