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遗传寄生虫能否改变微生物与宿主之间的相互作用

导读 来自普伦马克斯·普朗克进化生物学研究所 (MPI) 和蒂宾根生物学研究所的研究人员在理解植物和微生物之间相互作用的进化方面取得了重大进...

来自普伦马克斯·普朗克进化生物学研究所 (MPI) 和蒂宾根生物学研究所的研究人员在理解植物和微生物之间相互作用的进化方面取得了重大进展。该研究的重点是丁香假单胞菌(一种全球分布的植物病原体),以及对猕猴桃生产造成的危害。

丁香假单胞菌新谱系的爆发。猕猴桃科 (Psa) 已在全世界范围内对猕猴桃造成毁灭性的植物病害。该病害是全球猕猴桃种植和生产的主要限制因素,表现为叶片坏斑、溃疡病、枝干顶枯、枝条枯萎和花朵坏。

MPI 普伦和蒂宾根研究人员的群体基因组学分析此前表明,全球疫情的爆发是由于东南亚本土更加多样化的人群中出现的大流行亚系造成的。该克隆亚系的单独引入事件已在全球几乎所有猕猴桃种植区引起了疫情爆发。

有趣的是,在大流行亚系的全球传播过程中,研究人员检测到三个独立事件,其中遗传寄生虫入侵了大流行克隆。令人惊讶的是,寄生元件携带着更小的遗传寄生虫,称为转座子。后者最近已在全球范围内传播。

如此迅速的传播促使研究人员询问转座子携带的基因的功能以及这些基因是否可能导致疾病。答案令所有参与者感到惊讶:转座子被发现控制宿主细菌上的基因,为了自身利益而操纵宿主。这些好处之一是细菌数量的增加,这对植物有害,但最终有利于转座子。

位于普伦的马克斯·普朗克进化生物学研究所微生物种群生物学系主任 Paul B. Rainey 教授强调了这些发现的重要性:“我们的研究结果表明,即使在最简单的生物体中,相互作用也不仅仅是生物体之间的相互作用,而且组成生物体的遗传成分也极其复杂,并且很难预测对群落功能的影响。”

该研究结果最近发表在《美国国家科学院院刊》上,不仅有助于更深入地了解植物-微生物相互作用,而且对农业疾病控制策略的制定具有潜在影响。

位于普伦的马克斯·普朗克进化生物学研究所和蒂宾根大学生物学研究所正在继续合作,进一步破译微生物的进化和相互作用。

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