稻瘟病是如何發(fā)生的?全球升溫是否會改變稻瘟病的發(fā)生機制?近日,記者從中國水稻研究所獲悉,該所生物學國家重點實驗室水稻-病原菌互作團隊的一項研究,揭示了溫度影響稻瘟病發(fā)生的機制,為科學應對未來氣候變化,有效防控稻瘟病的發(fā)生提供了理論依據(jù)。2月23日,相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《分子植物(Molecular Plant)》。
暖溫降低茉莉酸調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)抗性增強水稻稻瘟病菌感染的模式圖。中國水稻研究所供圖
植物病害的發(fā)生、發(fā)展到流行,取決于病原、寄主植物和環(huán)境因素三要素的綜合作用,其中溫度是最重要的環(huán)境因素之一。據(jù)介紹,稻瘟病是由絲狀子囊真菌侵染引起的,是水稻最嚴重的病害之一,位居植物十大真菌病害之首。多年的田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),在24℃-26℃及以下溫度時,稻瘟病容易流行,但當溫度達到28℃-30℃及以上溫度時,稻瘟病的發(fā)生顯著減少,其具體原因一直未知。
該研究利用水稻-稻瘟病菌系統(tǒng),解析了溫度調(diào)控植物抗病原真菌的機制,結(jié)果顯示,22℃時茉莉酸合成減少,導致水稻基礎(chǔ)抗性降低,稻瘟病菌侵染增強;而在28℃條件下,稻瘟病菌誘導茉莉酸的合成,并激活茉莉酸信號途徑,提高了水稻對稻瘟病的基礎(chǔ)抗性水平,抑制稻瘟病的發(fā)生。進一步試驗表明,施用茉莉酸甲酯是溫暖環(huán)境下提高稻瘟病抗性的有效策略。
22℃促進稻瘟病的發(fā)生。A.多個水稻品種在22℃時稻瘟病發(fā)生比28℃嚴重;B.葉鞘侵染實驗表明,接種48小時后,22℃稻瘟病菌的侵染菌絲擴展快于28℃。綠色熒光所示為稻瘟病菌侵染菌絲。中國水稻研究所供圖
科研人員表示,全球氣溫升高是未來幾十年氣候變化的一個重要趨勢,可能改變病害的流行區(qū)域、發(fā)生時間并導致新致病菌株和病原菌的流行。因此,研究溫度調(diào)控植物免疫反應的機理,對未來防控各種植物病害的發(fā)生尤為重要。