联想与创新：新组学与植物病害鉴定

1月12日，南京农业大学植保学院王源超教授同美国俄勒冈州立大学的研究人员合作，在Science上发表了题为“A paralogous decoy protects Phytophthora sojae apoplastic effector PsXEG1 from a host inhibitor”的文章，从全新的视角报道了病原菌攻击宿主的新致病机制：诱饵模式，为实现作物疫病的可持续控制指明了新的方向。

疫霉菌引起的马铃薯晚疫病曾导致了150万人饿死、几百万人逃亡的“爱尔兰大饥荒”。王教授课题组发现，疫霉菌在侵染植物早期向胞外分泌糖基水解酶XEG1攻击植物细胞壁，而植物则利用水解酶抑制子GIP1抑制其活性；在进化的过程中，病原菌又获得了XEG1的失活突变体XLP1，以诱饵“DECOY”的方式，竞争性干扰抑制子GIP1，与XEG1协同攻击植物的抗病性。

温度胁迫、盐碱胁迫、干旱胁迫、营养胁迫等等，这些逆境胁迫是旭月非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology，NMT）最擅长，也是研究成果最为丰硕的领域。但这些逆境胁迫绝大多数为非生物胁迫，国内的NMT学者似乎将同属于逆境研究的生物胁迫“遗忘”了。

NMT在生物胁迫上的研究潜力与非生物胁迫不相上下。2000-2010年间，国外学者已经利用NMT研究植物真菌、病毒病害。相关NMT研究普遍认为，K+、Ca2+、H+流是植物应对上述两种病害的早期关键信号。例如，丁香假单胞菌侵染烟草的过程中，烟草叶肉细胞Ca2+外流是病原超敏反应的关键，而且这一过程与质膜Ca2+-ATP泵密切相关。

图1 使用非损伤微测技术检测到烟草叶肉细胞经P.syringaepv syringae 61处理后Ca2+流以及在光暗交替处理后、在缓冲液中平衡不同时间后Ca2+流的变化情况。正值为内流。

一直以来，植物病害鉴定未有量化的标准，多以人为经验判断为主。基于动态分离子组学（imOmics）的植物病害鉴定思路，以离子、分子流速谱图为依据，可实现植物病害的早期诊断。

图2 基于动态分离子组学（imOmics）的植物病害鉴定思路。

1月13日，旭月研究院在福建农林大学举办的《植物学报》编委会年会学术报告会上，也首次公开向国内研究者发出合作邀请，欢迎有合作意愿的学者加入动态分离子组学项目。目前，支撑动态分离子组学的合作平台——中关村旭月NMT非损伤微测技术产业联盟（nmtia.org），已有数十家高校、科研院所、医院加入，旭月公司期待帮助您实现科研跨越式发展。

参考文献
[1] Lev G. Nemchinov et al.Calcium Efflux as a Component of the Hypersensitive Response of Nicotiana benthamiana to Pseudomonas syringae.Plant Cell Physiology, 2008,49 (1): 40-46.
[2] Sergey Shabala et al.Non-invasive microelectrode potassium flux measurements as a potential tool for early recognition of virus–host compatibility in plants.Planta,2010,232(4):807-815.
[3]Sergey Shabala et al. Plasma membrane Ca2+ transporters mediate virus-induced acquired resistance to oxidative stress.Plant, Cell & Environment.2011,34(3):406–417.

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