实验室与南京农业大学共同揭示棉花黄萎病防治新路径

作者：棉花生物学国家重点实验室办公室 日期：2020-10-30 访问量：

 　　近日，实验室与南京农业大学合作开展了棉花黄萎病生物防治机制研究，发现解淀粉芽孢杆菌中果胶裂解酶具有抑菌和诱导免疫双重活性，对棉花黄萎病的防治具有重要意义。相关研究结果以“ Pectinlyase enhances cotton resistance to Verticillium wilt by inducing cell apoptosis of Verticillium dahliae”为题发表在农林科学领域一区顶级（ Top）期刊《危险材料杂志（ Journal of Hazardous Materials ）》上。 　　黄萎病是棉花生产上的重要病害，在世界各产棉国均常年发生，造成严重的减产和经济损失。世界范围内推广种植的陆地棉品种对棉花黄萎病的抗性较差，不能长期有效的达到抗病水平，导致大量的减产。由于棉花黄萎病是一种土传维管束病害，多数的化学农药都不能被运输到维管束部位，因此，目前国际上仍缺乏有效的化学防治措施。利用拮抗微生物进行病害防治，符合绿色农业发展的战略需求，最具发展前景，也是农作物病害防治领域的研究热点。本研究发现，生防菌株解淀粉芽孢杆菌 41B-1中存在一种蛋白类活性物质 ---果胶裂解酶，该物质对黄萎病的防治效果达到 61.9%。进一步研究发现，果胶裂解酶具有诱导免疫和抑制黄萎病菌生长的双重作用。其主要是通过够诱导棉株中的活性氧积累，胼胝质沉积，增强棉花对黄萎病的抗性；同时，通过诱导病原菌中参与内质网降解，细胞凋亡等相关基因的上调表达，导致病原菌细胞中多种不良的生理和生化反应，如加剧线粒体膜电位崩溃，细胞质内钙离子含量增加，内质网出现应激反应等，最终诱发病原菌细胞凋亡。该研究为生物蛋白农药的研制奠定了理论和技术基础，为田间棉花黄萎病的防治提供了一条高效环保的新路径。
　　中国农业科学院棉花研究所朱荷琴研究员和南京农业大学农学院唐灿明教授为论文的共同通讯作者。
　　原文链接： https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124029