全世界都喷洒了大量的作物保护剂来控制马铃薯疫病(Phytophthorainfestans)。需要更好地了解马铃薯的抗性机制，才能使这种作物的种植更加可持续。瓦赫宁根大学研究中心的研究人员与蒂宾根和诺维奇的同事一起迈出了重要的一步。他们的研究发表在《科学》杂志上。

具有正确“天线”的马铃薯野生马铃薯近缘种对晚疫病的新型广泛抗性的起源

“马铃薯植物和疫霉之间存在着持续的‘军备竞赛’，”WUR的植物科学家VivianneVleeshouwers说。该植物强烈地保护自己。“真菌”(实际上是卵菌)的入侵会立即引发许多防御反应，例如以受控方式使叶子的一部分死亡以阻止疾病的进展。然而，疫霉能够通过突变反复绕过这些防御。

认识疾病

为了保护自己，植物要做的第一件事就是识别病原体。“植物有这种受体，一种天线。它们结合疫霉菌蛋白的微小片段，这是出现问题的信号。这是防御反应启动的时候。因此，植物能够真正检测到这一点非常重要Vleeshouwers说：“我们可以识别这种疾病，并拥有适当的受体来激活其防御能力。”

这些受体位于细胞内部或外部。细胞内的受体由特定的R基因编码(R代表抗性)，马铃薯育种者利用了这些基因。他们通过选择这些R基因来开发抗性品种。然而，问题是疫霉一次又一次地突破了这种抵抗力。

“人们对细胞表面的外部受体，即PRR受体知之甚少。这些受体驱动更普遍的免疫反应，”Vleeshouwers说。植物育种者目前将注意力集中在R基因上，但需要进行更多的基础研究才能从PRR的不太特异性的防御反应中受益。

为此，WUR正在与蒂宾根大学(德国)和诺里奇塞恩斯伯里实验室(英国)合作。

秘鲁

“我们一直在研究一种称为PERU的特定类型的PRR受体。它与疫霉蛋白Pep-13的特殊片段结合，触发马铃薯植株识别该疾病。人们普遍认为PRR受体几乎不随时间变化(a“(众所周知的例子是识别细菌鞭毛的非常稳定的受体)。但我们发现PERU实际上确实表现出动态进化，并且比更知名的PRR受体变化快得多。这是一个全新的见解，”Vleeshouwers解释道。

图宾根大学植物分子生物学中心(ZMBP)共同研究负责人ThorstenNürnberger表示，研究结果表明，植物细胞表面的免疫受体(PRR受体)的进化比植物细胞表面的免疫受体(PRR受体)的进化要复杂得多。我们之前认为。“这种受体不仅有一种版本，还有几种可以识别不同结合分子(疫霉编辑的蛋白质)的变体。这是一个全新的发现。”

回顾过去

“一些野生马铃薯品种具有秘鲁的变异。我们收藏了这些植物，我们可以回顾过去，了解它们是如何进化的，”Vleeshouwers说。“一旦你了解了它们的进化，你就可以寻找将其转化为应用的方法。通过选择正确的受体，你可以提高植物对疾病的抵抗力。”

通过回顾过去，研究人员能够追踪植物进化的起源：安第斯山脉。该受体称为PERU，代表Pep-13受体单元。但当然，它也指原产国。更好的是，《科学》文章的第一作者博士。学生YerisfTorresAscurra本人来自秘鲁。

可持续种植

对此类受体的深入了解(毫无疑问还会有更多受体)为未来的可持续马铃薯铺平了道路。这种植物将具有特定的抗性基因，以及增强的一般防御反应。

“在今天之前，育种者专注于R基因。然而，它们提供的抗性不断受到阻碍。通过研究野生马铃薯物种如何在不断受到疾病侵袭的环境中生存，我们可以发现它们使用什么机制，然后引入这些机制存在于我们自己的马铃薯品种中，”Vleeshouwers总结道。