本期《科学》重大研究进展：发现致死性植物病原菌起源

　　

——基因组序列揭示了两种致病的植物病原体的生物起源

生物通报道：一个国际研究小组公布了两种致病的植物病原体的基因组序列草图——Phytophthora ramorum和Phytophthora sojae。Phytophthora sojae是一种严重破坏大豆作物的病原体，每年会带给美国农民一百万美元的经济损失。Phytophthora ramorum是一种导致橡胶树突然死亡的病原体，它在加州和俄勒冈州已经照成了成千上万的橡胶树死亡。这两种病原体的基因组序列已经在9月1日的《Science》杂志上公布，揭示了与疫霉属（Phytophthora）感染相关的许多致病基因的大规模扩张和多样化。

基因组序列信息显示了Phytophthora很有可能是从一种温和的能利用光合作用的祖先进化而来。Phytophthora在分类上属于茸鞭生物界（kingdom Stramenopila），该界还包括金褐藻属、硅藻属和海带。大约13亿年前，一些可能全部的茸鞭生物都具有通过光合作用器官从光中摄取机体所需的能量。然而今天，一些茸鞭生物（包括Phytophthora在内）是非光合作用生物 。因此，产生了疑问，茸鞭生物界究竟是从光合作用生物还是非光合作用生物进化而来的？了最新的序列数据研究表明，多达800个基因是潜在的光合生物起源，这一证据强有力的支持了茸鞭生物界的祖先是一种光合作用生物的说法，而Phytophthora在进化过程中丧失了光合作用的能力，变成了寄生生物。

基因组序列揭示了P. sojae 和P. ramorum的许多基因与致病真菌相似：在P. sojae 中发现了19 027种相似的基因，而在P. ramorum中发现了15 743种。这些序列同时也表明了许多进化中最近获得蛋白增强了这些病原体攻击它们的植物宿主的能力。
弗吉尼亚州生物信息学研究院的Brett Tyler教授是该研究计划的领导者，他评论说：“基因组序列分析中揭示的巨大数量的致病基因将为我们成功研究该类病原体提供了基础。”科学家们进行了这两种Phytophthora物种的基因组比对，证明了许多与植物感染相关的蛋白家族的迅速扩张和多样性，这些蛋白家族包括生物毒素、蛋白抑制剂和溶解细胞壁的酶等。科学家还特别的发现，一组编码分泌性蛋白家族的基因比其他任何编码蛋白的基因的进化速度要快得多。而分泌性蛋白与致病机理密切相关。

另外一位负责人Jeffrey Boore教授评论说“这是一项破天荒的大规模协作性研究计划。研究成果将作为整个科学界的研究资源，并将立即对植物病原体研究产生影响。举个例子，P. ramorum序列具有13 000个单核苷酸多态性，将会作为种群研究的遗传标记和追踪P. ramorum不同种系的迁移。更进一步地说，这是研究者首次能够基于http://phigs.org/平台从进化分析中推断基因功能的例子。

Tyler教授补充说“这些序列是Phytophthora研究团队的基本研究资源。我们将从事与植物宿主损害相关的分泌性蛋白研究，以期找出迫切需要的针对这些致病病原体的对策。”
（生物通：亚历）