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美国发现LesA酶可能是引起葡萄皮尔斯病的罪魁祸首

国际 来源:中外葡萄与葡萄酒 | 作者:李旋 编译 2016-01-18 08:51:38 我要分享
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[摘要]皮尔斯病(Pierce's disease)是一种细菌性病害,对葡萄园具有毁灭性危害,主要靠玻璃翅叶蝉进行传播。其致病菌是叶缘焦枯菌,LesA酶可以使叶缘焦枯菌具有感染葡萄并引发皮尔斯病的能力,造成叶片严重受损。

皮尔斯病(Pierce's disease)是一种细菌性病害,对葡萄园具有毁灭性危害,主要靠玻璃翅叶蝉(glassy-winged sharpshooter)进行传播。加州葡萄与葡萄酒行业每年要耗费100多万美元来治理皮尔斯病。

加州大学戴维斯分校的植物学家鉴定出一种新的酶,这种酶在皮尔斯病感染中起到重要作用。这一发现与现有理论恰好相反,研究人员希望该发现可以为皮尔斯病提供新的诊断方法和治疗方式。

植物学教授Abhaya Dandekar说:“如果掌握了皮尔斯病害的传播方式,我们就可以更好的控制或清除它。这一发现将为治理皮尔斯病开辟新的方式。”

关于皮尔斯病

皮尔斯病最早发现于19世纪90年代,是由叶缘焦枯菌引起的,患病特征是葡萄叶变黄或变褐,最终导致叶片脱落。该病害主要靠玻璃翅叶蝉进行传播。

皮尔斯病在加州北部被发现,利用蓝绿叶蝉(blue-green sharpshooter)进行传播。1996年,皮尔斯病对加州农业造成了严重威胁,加州南部蒂梅丘拉谷(Temecula Valley)发现另一种传播皮尔斯病害的昆虫——玻璃翅叶蝉。

发病规律

木质部是葡萄树输送水和营养物质的维管组织,叶缘焦枯菌侵入葡萄树后,会在木质部产生生物膜或凝胶。

科学家推测,这种生物膜可以堵塞木质部、阻止水分流向叶片,造成葡萄树损坏。这一理论似乎可以解释叶片边缘泛黄以及叶片组织最终死亡等症状。

Dandekar说,并不是所有的症状都与这一理论相符合。例如,叶片中叶缘焦枯菌大量积累,但并不是都会出现叶片严重受损的现象;另外,一些被感染的葡萄树虽然叶片严重受损,但其木质部却没有堵塞。因此,Dandekar及其同事正着手调查替代理论。

“分泌蛋白质组”的秘密

皮尔斯病的致病菌是叶缘焦枯菌,LesA酶可以使叶缘焦枯菌具有感染葡萄并引发皮尔斯病的能力,造成叶片严重受损。研究小组分析研究引起像叶缘焦枯菌这样致病介质的分泌蛋白质,而这种分泌蛋白在很多植物疾病中发挥了关键作用。

所有数据表明,在叶缘焦枯菌感染病中,一种被命名为LesA的酶相当丰富,这种酶与已知的类似酶有一些共同特征,都可以分解植物的细胞壁。

研究人员证明,LesA酶基因缺失或失活的叶缘焦枯菌突变菌株,没有引起皮尔斯病的能力,从而证实了他们的猜想。

LesA酶可以通过细胞膜,使叶缘焦枯菌侵入葡萄树,并寄住在木质部中,吸收木质部中丰富的脂类物质。通过这种方式,LesA酶引发皮尔斯病,与此前认为的木质部堵塞和叶片缺水完全无关。

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