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10月25日，記者從海南大學(xué)獲悉，該校教授劉銅課題組通過(guò)高通量測(cè)序，鑒定到木霉—番茄互作過(guò)程中的關(guān)鍵微小核糖核酸1。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用過(guò)表達(dá)、短串聯(lián)靶標(biāo)技術(shù)等手段，最終闡明生防木霉在定植前期精準(zhǔn)調(diào)控植物免疫的新機(jī)制。日前，相關(guān)成果已在國(guó)際期刊《植物生理》上發(fā)表。

木霉菌是國(guó)際上應(yīng)用廣泛的生防真菌，在植物病害生物防治中發(fā)揮重要作用。然而，對(duì)于木霉菌早期定植植物根部時(shí)，如何通過(guò)與植物互作精準(zhǔn)調(diào)控植物免疫的具體分子機(jī)制，目前仍有待深入研究。

為厘清這一科學(xué)問(wèn)題，劉銅團(tuán)隊(duì)采用棘孢木霉灌根處理番茄后發(fā)現(xiàn)，番茄的抗病性會(huì)短暫下降，隨后被誘導(dǎo)增強(qiáng)。通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)，團(tuán)隊(duì)篩選到1個(gè)在該過(guò)程中特異性表達(dá)的微小核糖核酸1。此后，團(tuán)隊(duì)借助過(guò)表達(dá)及短串聯(lián)靶標(biāo)技術(shù)，構(gòu)建出該微小核糖核酸的過(guò)表達(dá)菌株與沉默菌株，證實(shí)該微小核糖核酸不僅在木霉—番茄互作過(guò)程中特異性表達(dá)，且與木霉定植進(jìn)程高度相關(guān)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)利用快速擴(kuò)增cDNA末端技術(shù)（RACE），進(jìn)一步鑒定到微小核糖核酸1的關(guān)鍵靶基因——幾丁質(zhì)酶4基因；該基因編碼的內(nèi)切幾丁質(zhì)酶，可降解木霉細(xì)胞壁中的幾丁質(zhì)，進(jìn)而抑制木霉孢子的萌發(fā)與生長(zhǎng)。

研究結(jié)果顯示，木霉的微小核糖核酸1在互作早期，會(huì)通過(guò)外泌囊泡進(jìn)入番茄根部，抑制宿主免疫基因幾丁質(zhì)酶4的表達(dá)，從而削弱番茄免疫，為木霉在宿主根部定植創(chuàng)造條件。研究同時(shí)明確，幾丁質(zhì)酶4作為植物免疫相關(guān)基因，其編碼的酶可通過(guò)降解木霉細(xì)胞壁，反向抑制木霉生長(zhǎng)；而在定植后期，木霉會(huì)通過(guò)分泌效應(yīng)蛋白，激活番茄的免疫基因表達(dá)，形成“先定殖、后促免疫”的動(dòng)態(tài)調(diào)控模式。

劉銅表示，該研究完整解析了木霉調(diào)控番茄免疫的全過(guò)程，創(chuàng)造性揭示了木霉調(diào)控植物免疫的新型分子機(jī)制。這一成果不僅深化了學(xué)界對(duì)生防菌早期逃避宿主免疫機(jī)制的理解，更為真菌微小核糖核酸在農(nóng)業(yè)綠色防控、可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用，提供了新的研究思路與理論基礎(chǔ)。