新的化学物质可以保护小麦和水稻免受稻瘟病的侵袭

发布者:bpadmin
发布时间:2020-04-14 10:16
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病原真菌对全球粮食安全构成巨大且日益严重的威胁。目前,我们通过向作物喷洒抗真菌药剂来保护作物免受真菌疾病的侵袭。然而,微生物日益增长的抗药性威胁,则要求不断开发新的杀菌剂。



由Gero Steinberg教授领导的埃克塞特大学的一个研究人员团队,加入了对抗植物病原真菌的斗争。在科学期刊《自然·通讯》(Nature Communications)最近的一篇文章中,他们报道了新型单烷基链亲脂阳离子(MALCs),以保护小麦和水稻避免由叶斑病病原引起的稻瘟病侵袭。

这类真菌分别危害温带种植的小麦和水稻,因此危及最重要两种主粮作物的安全。团队科学家们发现MALCs能够抑制真菌线粒体的活动。线粒体是细胞的“动力库”,需要为病原体的所有基本过程提供“燃料”。通过抑制线粒体中的一条重要途径,MALC减少了细胞的能量供应,最终杀死了病原体。

虽然这种“作用模式”在接受测试的各种MALC中是常见的,并且对植物病原真菌有效,但Steinberg及团队合成的一种MALC(命名为C18-SMe2+)显示了意想不到的额外作用模式。首先,C18-SMe2+在线粒体内产生攻击性分子物质,针对生命必需的真菌蛋白,进而启动“自毁”计划,最终导致真菌的“细胞自杀”。

其次,当C18-SMe2+应用于农作物时,C18-SMe2+会“警告”植物防御系统,使作物为随后的攻击做好准备,从而增加植物的武器库,使其免受入侵者的侵袭。最重要的是,埃克塞特的研究人员证明,C18-SMe2+对植物没有毒性,对水生生物和人类细胞的毒性低于目前田间喷洒的现有杀菌剂。

Steinberg教授说:“团队使用综合方法使我们能够开发和表征这种有效的化学物质。我们已经申请了一项专利(GB 1904744.8),以认可这种新型化学在我们与真菌的永久斗争中的潜力。我们现在寻找合作伙伴/投资者,将这一产品带到实地,并证明其在‘真实农业条件’下的有效性。我们的长期目标是促进更大的粮食安全,特别是在发展中国家。”

“我一直想把研究应用到学术界象牙塔之外,把基本方面与有用的应用结合起来,”Steinberg补充道。

这是一项及时而重要的研究。我们越来越意识到真菌引起的植物病害的负担越来越大,我们需要更好地保护我们的食物和商品作物。挑战不仅在于发现和描述新的抗真菌药物的作用方式,还在于确保有效对抗真菌的化学物质不会损害植物、野生动物或人类健康。

因此,这种新的抗真菌药物是一个令人兴奋的发现,它的用途可能从农作物延伸到人类的真菌疾病领域,甚至扩展到涂料和防腐剂行业的各种应用。这值得投资!



文章来源: Gero Steinberg, Martin Schuster, Sarah J. Gurr, Tina A. Schrader, Michael Schrader, Mark Wood, Andy Early, Sreedhar Kilaru. A lipophilic cation protects crops against fungal pathogens by multiple modes of action. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-14949-y
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