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马铃薯晚疫病和番茄晚疫病,是由一种类似于真菌的卵菌病原--致病疫霉引起的。正是这种病害在19世纪40年代导致了欧洲的马铃薯饥荒。

该病菌可以为害马铃薯和番茄的叶,茎,果实和块茎,也可以侵染其它的茄科植物。

晚疫病被称为“群体病”,因为它能够在适当的天气条件下在田间迅速传播。当天气凉爽潮湿时,无性孢子很容易在风中传播并迅速侵染邻近的田地。致病疫霉 (Phytophthora infestans) 可以很快适应农药产生的选择压力,这使其成为难以控制的病原菌 (Rocha-castro et al 2014; Fry et al 2015)

Oospore of Phytophtora infestans
Late Blight on potato plant leaves
Infected leaves with Late Blight
Late Blight on potato plant leaves
Late Blight on stem of potato plant
Late Blight on potato plant
Late Blight on potato plant
Potato Late Blight infestation
Potato field infested by Late Blight
Potato infested by Late Blight
Irreglar reddish brown colored Late Bight lesions
Necrotic stratch marks from surface to the inner by Late Blight


“Disease cycle of Phytophthora infestans the cause of potato late blight (Redrawn from Agrios by James Hutton Institute and reproduced by kind permission of Dr D.E.L. Cooke).”

致病疫霉 (Phytophthora infestans) 是一种卵菌或水霉,一种能引起马铃薯和番茄严重病害的微生物,该病原菌引起的病害称为马铃薯晚疫病或者马铃薯疫病。 (早疫病是由Alternaria solani引起的,也经常被称为“马铃薯疫病”)

致病疫霉为二倍体,具有约11-13条染色体。在2009年,科学家们完成了该病菌的基因组测序,而且发现其基因组(240Mbp)比其他大多数已测序的疫霉菌的基因组大得多,大约含有18000个编码基因,基因组中74%是重复的DNA序列。

该病菌的基因组中包含多种转座子和编码“效应蛋白”的基因家族。这些“效应子”的基序参与了将致病蛋白转运到寄主的过程。这些效应子可分成两类,一类在共质体 (植物细胞内) 产生,一类在质外体 (植物细胞之间) 产生。 在共质体中产生的效应蛋白可能具有一个信号肽 (SP) 和典型的RXLR (精氨酸X亮氨酸精氨酸) 结构域 (Birch et al, 2006, Hein et al, 2009, Lamour et al 2012a)。

有些RXLR是无毒蛋白,意味着它们可被植物识别并导致过敏反应,这种反应限制了病原菌的生长。

大多数抗病的马铃薯品种能够从病原中识别出这种蛋白。这种识别通常是通过富含亮氨酸重复序列 (NLR)抗病蛋白的核苷酸的结合,产生的不亲和现象被称为效应子触发的免疫反应 (ETI) (Jones & Dangl, 2006; Dodds & Rathjen 2010, John et al 2016)。

未被植物识别的效应子则被称为毒性因子。

参考

Pictures from CIP collection, W. Perrez, C. Xiao, H. Li, X. Che, G. Mei.
Rocha-Castro et al, 2014 Molecular Plant-Microbe interactions 25: 910-919
Fry et al, 2015 Phytopathology 105: 966-981
Birch et al 2006, Food security 4: 477-508
Hein et al 2009, Molecular Plant Pathology 10: 547-562
Lamou et al 2012a, Molecular Plant Pathology 13: 329-337
Jones and Dangle 2006, Nature 444: 323-329
Dodds and Rathjen 2010, Nature reviews Genetics 11: 539-548
Jones et al 2016, Science 2: 354 (6316)

 

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