中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所戴小楓研究員領(lǐng)銜的有害生物防控創(chuàng)新團(tuán)隊繼往開來,開發(fā)了大麗輪枝菌分子流行學(xué)檢測技術(shù),獲得9項國家發(fā)明專利,并于1月4日在國際著名植物學(xué)期刊《新植物科學(xué)家(New Phytologist)》上首次闡明大麗輪枝菌與枯萎病菌長期混生過程中通過基因水平轉(zhuǎn)移,參與化合物N-?;掖及泛铣伞⑥D(zhuǎn)運(yùn)和引起落葉的分子機(jī)制。
戴小楓告訴記者,此研究成果為落葉型大麗輪枝菌菌系的流行監(jiān)測和預(yù)防控制提供了理論依據(jù)與技術(shù)支撐,不僅可根據(jù)鑒定的遺傳變異開發(fā)基因標(biāo)記,監(jiān)測田間落葉型菌系的比例和分布,指導(dǎo)企業(yè)和農(nóng)戶更換品種或進(jìn)行輪作,還為開發(fā)防控落葉型菌系的新型生物制劑/菌劑提供了靶點。
據(jù)介紹,大麗輪枝菌是一種毀滅性的維管束土傳植物病原真菌,能夠侵染棉花、馬鈴薯、生菜、番茄、茄子、辣椒、甜瓜、西瓜、草莓等660多種植物,全球范圍內(nèi)每年由大麗輪枝菌引發(fā)黃萎病所造成的損失超過數(shù)千億美元,在我國年均造成棉花減產(chǎn)20%以上,直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)百億元。
百年來,全球科學(xué)家一直致力于回答大麗輪枝菌維束管定殖、微菌核形成、無性繁殖、寄主廣譜與?;?、落葉與非落葉等重大生物學(xué)問題,但對大麗輪枝菌廣適性背景下的寄主?;缘倪z傳機(jī)制和其引起植物落葉的遺傳基礎(chǔ)一直未有突破,而我國科學(xué)家也一直處于跟跑狀態(tài)。
在中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程的助推下,戴小楓帶領(lǐng)有害生物防控創(chuàng)新團(tuán)隊不忘初心,砥礪前行,發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌通過“掠取”與其長期混生的棉花枯萎病菌的基因組片段獲得對棉花的超強(qiáng)侵染能力,并直接參與合成、轉(zhuǎn)運(yùn)N-?;掖及坊衔铮摶衔镆环矫媸姑藁▽Α懊撀渌帷奔に馗用舾?,另一方面使棉花的內(nèi)源激素系統(tǒng)紊亂,不正常大量合成“脫落酸”,最終導(dǎo)致棉花葉片脫落。該成果被國際著名植物學(xué)期刊《新植物科學(xué)家》刊登,標(biāo)志著我國科學(xué)家在該領(lǐng)域贏得了一席之地,步入并跑的第一方陣。
據(jù)戴小楓透露,為從基因組學(xué)、代謝組學(xué)與合成生物學(xué)等角度,系統(tǒng)破解黃萎病病原起源、群體結(jié)構(gòu)及遺傳演化等百年科學(xué)難題,由中國農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所牽頭,聯(lián)合美國加州大學(xué)戴維斯分校、西北農(nóng)林科技大學(xué)等國內(nèi)外14家科研院所,發(fā)起了國際大科學(xué)計劃——“大麗輪枝菌基因組學(xué)研究”,正對150株來源不同國家、不同寄主的大麗輪枝菌菌種資源進(jìn)行全基因組解析,對2000株不同變異型菌株進(jìn)行重測序變異組分析。