《美国科学家发现不用有毒化学品消灭灰霉菌的方法》

  • 来源专题:农业生物安全
  • 编译者: 李周晶
  • 发布时间:2023-08-28
  • 灰霉菌(Botrytis cinerea)是世界上危害粮食作物的第二大真菌,包括浆果和西红柿在内的多种水果和蔬菜易受灰霉病的感染,每年造成数十亿元的损失。灰霉菌能侵染1400多种植物,主要治疗方法是使用杀菌剂,而这些化学物质会对人类和动物的健康以及环境造成负面影响。美国加州大学河滨分校的研究人员发现了一种新的方法来对付这种霉菌,而不需要使用有毒的化学药品对作物进行喷洒。研究成果于7月20日发表在《Nature Communications》期刊上。

    研究人员发现控制灰霉病的关键在于霉菌细胞分泌的脂质“气泡”——细胞外囊泡。霉菌和它的植物宿主一样,利用细胞外囊泡来保护和传递小RNA分子,从而使植物免疫系统的基因沉默。由于难以分离和研究,数十年来这些细胞外囊泡的重要功能一直被忽视。研究发现,灰霉菌在细胞外囊泡中分泌有毒的RNA,而特定的蛋白质"tetraspanin"(四次跨膜蛋白)是霉菌产生气泡的关键。如果敲除气泡的这一关键成分,就能削弱它们传递小RNA或其他分子抑制宿主免疫系统的能力。根据这一原理,研制成功了基于RNA的环保型杀真菌剂。该杀菌剂可能对引发稻瘟病的水稻病原体Magnaporthe和其他一些真菌病原体也能产生良好的杀菌效果。

  • 原文来源:https://scitechdaily.com/scientists-discover-way-to-defeat-crop-killing-gray-mold-without-toxic-chemicals/
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2019-05-13
    • 近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自宾夕法尼亚州立大学的科学家们通过研究发现,细菌细胞或会利用病毒(通常被认为是敌人)和一种史前的病毒蛋白来杀灭与其竞争食物的其它细菌,相关研究结果有望帮助研究人员后期开发治疗感染性疾病的新型疗法。 研究者注意到,当两种细菌细胞在琼脂平板上向彼此移动时就会形成特殊间隙,这种运动形式被称为“细菌泳动”(swimming),即细菌通过鞭毛来进行运动;研究者Wood说道,这有点像20世纪20年代科学家亚历山大-弗莱明发现青霉素的场景,他当时发现细菌并没有在真菌附近生长,随后研究者们进行深入研究发现,由细菌细胞所引发的间隙或会被名为SW1的病毒所杀灭,而这种病毒仅由其中一种细菌所携带。 研究者发现,细菌细胞会利用SW1病毒来杀灭与其竞争食物的其它细菌,携带这些病毒的细菌更加“强壮”,且并不会像没有携带病毒的细菌一样容易被杀死;此外,细菌为了更好地利用病毒SW1,其还需要一种化石蛋白来发挥作用。研究者Wood解释道,有时候病毒会进入细胞将其隐藏到宿主细胞的染色体后直到其开始发动攻击并杀灭宿主细胞,然而,由于随机突变的发生,病毒有时候会被卡在线粒体中以至于无法离开去攻击宿主细胞。 肠道中有益的大肠杆菌就能够以这种方式来捕获9种病毒,为了能被激活并被大肠杆菌用来抵御其它细菌,病毒SW1需要一种名为YfdM的蛋白质,而YfdM蛋白来自于一种特殊病毒,其在数百万年前就已经被大肠杆菌的染色体所捕获了。此外细菌还能利用病毒来作为识别器,研究者说道,细菌通常被认为是独居者,但实际上其能够像群体一样觅食,为了能够扮演好群体的角色,细菌就必须能够将其自身与其它细菌有效区分开来,在一种类型的社会活动中,细菌会分泌特殊的化学信号来互相交流沟通,但如今研究者们却发现,细菌会利用病毒来区分与其密切相关的细菌。 如果细菌没有检测到其它细菌中的病毒,其就会识别出食物竞争的对手,并释放病毒来杀灭竞争对手,尽管目前研究人员并不清楚其中的具体分子机制,但当前的研究结果或为后期深入研究提供了新的思路和线索;最后研究者Wood表示,理解细菌细胞之间互相竞争的机制非常关键,比如,在合成生物学中,许多细胞就需要通力合作,你可以让想要为你工作的细胞成为主导,在医学中,我们可以设计出更好的方法来抵御感染性的因子。
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2017-09-24
    • 纯水在低至-40oF温度下依然保持液态,只有在某些细菌和真菌以及灰尘和植物花粉的“冰核”中才能在较高温度下冷冻成固态。冰核有助于让水分子彼此结合,生长成为冰晶。“冰晶化是水循环中至关重要的物理过程,因为它有助于云中水滴的形成,”弗吉尼亚理工学院的植物病理学、生理学和杂草科学教授Boris Vinatzer说,“找到能形成冰核的新分子将有助于加深这个重要过程的理解。” 尽管科学家们在20世纪70年代首次发现细菌可以成核,但此后发现的所有细菌的成核机制都相同,它们都具有相同的蛋白质,即冰核成核活性(INA)蛋白。其中,丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae,P. syringae)被用于滑雪胜地造雪。 赖氨酸芽孢杆菌属细菌(Lysinibacillus)是研究小组发现的是第一个不编码已知INA蛋白的冰核细菌,它可以将一个非蛋白质大分子分泌到其生存环境中。Vinatzer和他的同事们震惊地观察到这个大分子能抵抗长达一个小时的煮沸,而P. syringae 的INA蛋白质在加热几秒钟后就失活了。 为得到这株细菌,该小组经过15个月的取样,在弗吉尼亚州布莱斯堡附近的三个不同地点收集了23个不同风暴的雨水样本,并对超过33000个细菌菌落进行冰核成核测试。除了Lysinibacillus细菌,研究人员还对发现了其他数百个已知冰核成核机制的细菌。因此科学家有希望在这些细菌的遗传多样性方面获取新的发现。 目前,研究人员正在尝试鉴定这个分子。论文作者David G. Schmale III教授 说:“一旦鉴定完成,该分子可以应用于制雪甚至改变天气。”但是,若要达到应用水平,必须生产出上千克的分子。 该研究由NSF资助,成果目前已在国际微生物生态学会学报(International Society for Microbial Ecology,ISME)上发表。 (刘雪雁 编译) 原文链接:http://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/full/ismej2017124a.html?foxtrotcallback=true