新加坡南洋理工大學的一個跨學科科學家團隊首次確定了一種危險植物疾病感染農作物的關鍵機制。這一發現爲如何阻止細菌感染植物提供了新的見解，也對食品安全和可持續發展具有重要意義。
研究背景
材料科學與工程學院YU JING助理教授（左）
生物科學學院 Miao Yansong副教授（右）
圖片來源：NTU官網
新加坡南洋理工大學的一個跨學科科學家團隊首次確定了一種危險植物疾病感染農作物的關鍵機制。
被稱爲“作物殺手”的黃單胞菌是一種全球流行的細菌，能夠感染400種不同的植物。南洋理工大學的研究人員確定了細菌穿透並劫持植物免疫系統的確切細胞水平機制，從而發現在這種情況下植物易受感染。
這一進展揭示了這個長期以來的謎，並爲如何阻止細菌感染提供了新的見解，因爲細菌感染會破壞水稻、小麥、大豆和番茄等重要作物。
卷心菜黑腐病， 圖片來源：IBTIMES
這項研究由生物科學學院Miao Yansong副教授和材料科學與工程學院Yu Jing助理教授共同領導，對食品安全和可持續發展具有重要意義。該團隊的研究結果也發表在7月份的《自然通訊》雜志上。
已發表文章，來源：Nature
Miao Yansong副教授說：“黃單胞菌是一種植物病原體，可以感染多種植物，包括糧食作物，所以了解這一機制對控制作物疾病很重要。”“這與新加坡乃至全世界種植更多糧食的目標息息相關。”
該團隊的研究成果有可能有助于提高糧食安全，是南大在其2025戰略計劃下應對人類在可持續性方面的重大挑戰的努力的一部分，該計劃尋求加強深入的學科發現和高影響力的跨學科研究，以造福人類。
兩位教授，來源：NTU官網
研究過程與方法
助理教授Yu Jing說：“我們的研究不僅是對細菌蛋白的生物學研究，也是對感染機制背後的生物化學研究。通過研究XopR液滴的理化性質，我們可以進一步了解其獨特的蛋白質序列。這種跨學科的方法使我們能夠揭示XopR破壞其植物宿主免疫的潛在分子機制。”
水稻細菌性葉枯病，圖片來源：IBTIMES
這一新發現的效應蛋白通過相分離劫持植物細胞的機制，可廣泛應用于其他植物—病原相互作用，因爲許多其他微生物病原體也向植物宿主注入效應蛋白，爲今後的研究提供了新的途徑。
未來展望
這項研究爲加強糧食和農業安全帶來了希望，准確地了解植物和作物是如何被細菌感染的，這是開發防止細菌感染和生産能夠抵抗這種疾病的作物的方法的關鍵一步。
Miao Yansong副教授表示：“我們的研究極大地提高了我們對細菌效應劑在植物宿主細胞中造成損傷的未知機制的認識。通過了解感染的確切機制，我們的研究爲今後如何通過改變植物生長條件或使用新的營養物質等非侵入性手段預防此類感染奠定了基礎。這使我們能夠更好地治療受感染的植物，並探索不使用基因工程而種植具有更強免疫力的抗疾病作物的方法。
材料科學與工程學院YU JING助理教授（左）
生物科學學院 Miao Yansong副教授（右）
圖片來源：NTU官網
該團隊已經獲得了臨時專利，該工具包允許科學家複制XopR與植物細胞相互作用的過程。這將使研究人員能夠在實驗室環境中測試加強作物免疫力的潛在解決方案。它在未來的合成生物學和農業食品技術中也有潛在的應用價值。
參考文獻：
1. Research paper titled “Xanthomonas effector XopR hijacks host actin cytoskeleton via complex coacervation”, published in Nature Communications, 1 July 2021.
