发现一种强大的“武器”，被许多致病真菌用于感染和毁坏主要粮食作物，如水稻和玉米，可能会提供新的策略，以增强全球粮食安全。这些真菌与人类一样，依赖植物作为食物来源。这影响了粮食作物的产量。据估计，农民每年因真菌病害损失10%到23%的作物。
根据来自澳大利亚国立大学（ANU）与德国和美国科学家合作的研究人员的说法，发现一种强大的“武器”，被许多致病真菌用于感染和毁坏主要粮食作物，如水稻和玉米，可能会提供新的策略以增强全球粮食安全。
许多真菌与人类一样，依赖植物作为食物来源。这影响了粮食作物的产量。据估计，农民每年因真菌病害损失10%到23%的作物。
全球研究团队发现一种被称为“NUDIX水解酶”的酶被许多真菌病原体用作攻击植物的武器。研究结果发表在《科学》期刊上。
通过揭示这种酶在感染植物中的作用，研究人员相信他们可以开发出更具抗病能力的水稻作物，以及其他水果和蔬菜作物，能够保护自己免受疾病。
这些发现可能有助于增强水稻和玉米是主要商品的国家的粮食安全。根据美国农业部的数据，水稻是全球超过一半人口的主要主食。
“我们的研究主要集中在致病真菌Magnaporthe oryzae，它引起水稻稻瘟病。水稻是一个至关重要的粮食主食，稻瘟病造成的损失每年可能使6000万人挨饿，”ANU副教授西蒙·威廉姆斯说。
首席作者卡尔·麦科姆博士在ANU完成这项工作作为其博士学位的一部分，他表示，这种致病酶能够渗透植物细胞并攻击与磷酸盐感知相关的一个关键信号分子——磷酸盐是植物生存所需的重要营养素。
他说，这种酶“劫持”关键的分子通路，并使植物误以为它缺乏磷酸盐，从而激活植物的饥饿反应。这使得病原体能够逃避免疫系统的自然防御机制并导致作物生病。
“在与澳大利亚核科学与技术组织的同事合作下，我们能够利用一种称为X射线晶体学的技术详细揭示这种酶的结构，”现在在加州理工学院（Caltech）任博士后研究员的麦科姆博士说。
“了解这种酶的外观使我们对病原体如何利用它攻击植物获得了重要的见解。”
威廉姆斯副教授领导了ANU研究团队对这项工作的贡献，他表示，除了开发具有增强免疫系统的新作物外，研究结果也可能帮助科学家们发现新的方法来停用这种酶的“劫持效应”，类似于像开关一样将其打开和关闭。
“我们的研究还揭示了NUDIX水解酶被许多不同的真菌用作‘武器’，包括那些导致水果、蔬菜和种子作物炭疽病的真菌。这些疾病影响以芒果、瓜类、玉米和鹰嘴豆为主的食品生产——这些都是澳大利亚人每天都享用的农产品，”他说。
“这表明我们的工作也对保护其他重要的水果和蔬菜主食具有重要意义。”
威廉姆斯副教授表示，研究结果提供了一条开发新疾病管理策略的路线图。
“这可能涉及工程化植物的免疫系统以检测这种酶或阻止其功能。这可以帮助农民保护他们的作物，并确保全球粮食供应，”他说。
这项工作涉及来自ANU、亚琛工业大学和路易斯安那州立大学的科学家。
