棉花“癌症”有望攻克

　　经济日报讯 （记者 沈慧）记者从中国科学院微生物研究所获悉：由该院郭惠珊研究员领导的研究组在国际上首次发现棉花“癌症”——黄萎病的罪魁祸首大丽轮枝菌的侵染结构及其致病机理，在此基础上首次利用RNAi干扰技术阻止病菌在棉花中扩展，并研究出新的棉花品系。相关论文已经分别发表在国际重要期刊上。

　　大丽轮枝菌是一种具有毁灭性的植物病原真菌，寄主非常广泛，能够侵染400多种植物，包括很多具有重要经济价值的农作物。2005年到2010年，全球棉花年均产量2352万吨，其中，因大丽轮枝菌病害造成的经济损失每年达上百亿美元。由于大丽轮枝菌生活在维管束中或地表耕作层40厘米范围，且变异频繁，化学药剂防治难以奏效，病害发生严重。

　　如何攻克这一“癌症”？郭惠珊研究组通过反复实验摸索，在显微镜下揭开了这个病菌的遮羞布，并发现，棉花其实也有它们的反击措施，即被侵染以后会激发植物自体的免疫反应。但过度的免疫反应，可能造成植物自身机体的细胞死亡，有利病菌依赖死亡的植物机体进行腐生生活。

　　怎样更有效对付这个狡猾的棉花“杀手”？郭惠珊小组在研究中发现了一种新型现代武器——RNAi。简单点说，RNAi就是双链RNA产生的一小段RNA，像是基因的小剪刀，可以对同源靶标信使RNA进行切割或抑制其翻译成蛋白的过程。于是，利用这把“小剪刀”，他们在陆地棉中培育出抗黄萎病的新品系，经实验室和国家西北内陆棉区抗病性鉴定中心鉴定，新品系抗黄萎病性相对于对照品种提高了22.25%。

　　那么，新品系究竟是怎么有效抵抗大丽轮枝菌的？郭惠珊研究小组提出新的疑问，开始了进一步的研究。最终，他们发现，被大丽轮枝菌侵染的棉花会诱导积累一类植物内源小RNA，而这些小RNA能够跨越植物和病菌之间的界限，转运到病菌细胞中，降解病菌的致病基因，以此抗衡大丽轮枝菌的侵染。

　　“这是学术界首次证明了植物-真菌跨界小RNA诱导病原靶基因沉默的抗病新途径。这一自然抗病新途径的发现，为RNAi技术在棉花抗黄萎病的有效应用中提供了重要的理论支持。”郭惠珊研究小组博士后高峰表示，植物中的病害至少百分之七八十由真菌引起，这一成果有望进一步拓展应用到其他植物真菌病害的防控体系中。