一个国际研究团队发现，将野生植物的某个单一基因移转至易染病的农作物，能让农作物更有效地对抗细菌造成的疾病感染。研究人员表示，这种让植物的病虫害抵抗力在不同植物之间转移的方法可为植物提供更广泛的保护，让它们更好地战胜病虫害。
英国圣斯伯利实验室的西里尔基普斐领导的团队在《自然—生物技术》（Nature Biotechnology）杂志上发表论文指出，植物抗病性研究通常强调物种中的单个基因，希望依靠单个基因战胜一系列病菌，但是，对于田间农作物而言，一旦害虫找到“打败”植物的方法，抗病性通常会土崩瓦解。因此基普斐的研究团队关注点放在一种被称为模式识别受体（PRR）的免疫接受基因上。科学家早在15年前就发现了这些受体，并且知道它们能够侦测出相当多的细菌所必需的蛋白质，但是，由于该基因并不存在于土豆和西红柿等农作物中，科学家一直无法确定这种防御技术是否适用于所有植物。为此，研究人员将一种野生甘蓝类植物的模式识别受体植入到了西红柿和其他植物中，结果发现，这种方法“大幅提高”了植物对许多细菌包括青枯病的抵抗力。
基普斐表示，抗病性得到加强在于抗病性来自于不同的植物，病原体没有机会适应，通过基因工程方法，科学家能够在不同植物之间“传递”这种抗病性，而传统的育种方法无法做到这一点。
细菌每年造成大量农作物损失，农民们通常以施加化学肥料来对付，这种方式不仅费用不菲，也可能破坏土壤生态多样性。如果这项研究成果被广泛推广，将有助于减少农作物虫害，避免因为使用杀虫剂而造成的环境、健康和经济损失。
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《自然—生物技术》发表论文摘要（英文）
Interfamily transfer of a plant pattern-recognition receptor confers broad-spectrum bacterial resistance
Séverine Lacombe,Alejandra Rougon-Cardoso,Emma Sherwood,Nemo Peeters,Douglas Dahlbeck,H Peter van Esse,Matthew Smoker,Ghanasyam Rallapalli,Bart P H J Thomma,Brian Staskawicz,Jonathan D G Jones" Cyril Zipfel
Nature Biotechnology
Volume: 28,
Pages: 365–369
Year published: (2010)
doi:10.1038/nbt.1613
Received 09 December 2009 Accepted 09 February 2010 Published online 14 March 2010
Plant diseases cause massive losses in agriculture. Increasing the natural defenses of plants may reduce the impact of phytopathogens on agricultural productivity. Pattern-recognition receptors (PRRs) detect microbes by recognizing conserved pathogen-associated molecular patterns (PAMPs)1, 2, 3. Although the overall importance of PAMP-triggered immunity for plant defense is established2, 3, it has not been used to confer disease resistance in crops. We report that activity of a PRR is retained after its transfer between two plant families. Expression of EFR (ref. 4), a PRR from the cruciferous plant Arabidopsis thaliana, confers responsiveness to bacterial elongation factor Tu in the solanaceous plants Nicotiana benthamiana and tomato (Solanum lycopersicum), making them more resistant to a range of phytopathogenic bacteria from different genera. Our results in controlled laboratory conditions suggest that heterologous expression of PAMP recognition systems could be used to engineer broad-spectrum disease resistance to important bacterial pathogens, potentially enabling more durable and sustainable resistance in the field.
