大麗輪枝菌是一種毀滅性的通過(guò)土壤傳播的病原真菌，它能破壞植物的水分和養(yǎng)分運(yùn)輸系統(tǒng)，迅速造成植物黃化萎焉枯死，曾與馬鈴薯晚疫病并列為世界頭號(hào)檢疫對(duì)象。上世紀(jì)60年代，在美國(guó)發(fā)現(xiàn)它能使棉花落葉而造成絕產(chǎn)。上世紀(jì)80年代，我國(guó)在棉花上也發(fā)現(xiàn)了引起棉花落葉的大麗輪枝菌菌系，該菌系的快速蔓延直接導(dǎo)致了上世紀(jì)90年代至本世紀(jì)初黃萎病在我國(guó)的大面積爆發(fā)，給棉花生產(chǎn)造成重創(chuàng)。

　　戴小楓研究員介紹，該病菌寄主非常廣泛，能侵染8科600多種植物，包括馬鈴薯、茄子、辣椒、萵苣、番茄、草莓等重要經(jīng)濟(jì)作物，以及牡丹、菊花、金銀花等中藥材和觀賞植物香山紅葉(黃櫨)等，全球范圍內(nèi)由大麗輪枝菌引起的黃萎病每年造成愈千億美元的直接經(jīng)濟(jì)損失，在我國(guó)僅在棉花上造成的直接經(jīng)濟(jì)損失每年就達(dá)一百多億美元。

　　半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，研究人員一直致力于解析大麗輪枝菌引起植物落葉的遺傳機(jī)制，圍繞落葉性狀表型鑒定、致病力分化特征、分子進(jìn)化與基因檢測(cè)方法等開(kāi)展了一系列研究，以期為落葉型大麗輪枝菌的流行監(jiān)測(cè)和預(yù)防控制提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐，但一直未有突破。

　　戴小楓團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用高通量測(cè)序技術(shù)解析了來(lái)自中國(guó)棉花的大麗輪枝菌基因組，通過(guò)與來(lái)自美國(guó)萵苣和荷蘭番茄上大麗輪枝菌基因組比較，發(fā)現(xiàn)中國(guó)菌株相對(duì)于美國(guó)和荷蘭的多出一個(gè)基因組片段，該片段系從與其長(zhǎng)期混生的棉花枯萎病菌中“掠取”(基因水平轉(zhuǎn)移)，從而獲得了對(duì)棉花的超強(qiáng)侵染能力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該菌獲得這個(gè)基因組片段后，編碼的功能基因直接參與了引起落葉化合物(N-酰基乙醇胺)的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)。這種化合物一方面干擾棉花體內(nèi)的磷脂代謝通路，使棉花對(duì)一種叫作“脫落酸”的植物內(nèi)生激素更加敏感;另一方面扮演著與脫落酸相似的作用，使棉花的內(nèi)源激素系統(tǒng)紊亂，脫落酸不正常的大量合成，*終導(dǎo)致棉花葉片脫落。據(jù)了解，這些突破性的研究進(jìn)展近來(lái)先后兩次登上了國(guó)際**植物學(xué)期刊《新植物科學(xué)家(New Phytologist)》上，在國(guó)際學(xué)術(shù)界引起了廣泛關(guān)注和影響。

　　據(jù)論文**作者張丹丹博士透露，經(jīng)過(guò)二十多年的不懈努力，團(tuán)隊(duì)幾年前已在棉花抗黃萎病分子標(biāo)記輔助育種領(lǐng)域取得**世界的突破，選育出世界**個(gè)抗病品種并大面積推廣。近年來(lái)，在國(guó)家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程的支持下，團(tuán)隊(duì)在黃萎病為害機(jī)理與抗病分子機(jī)理研究等領(lǐng)域，已經(jīng)從5年前的跟跑歐美到并跑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目前的領(lǐng)跑。本項(xiàng)研究將為今后開(kāi)展落葉型病原分子流行監(jiān)測(cè)、抗病品種選育和新型生防藥劑研發(fā)等提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

　　據(jù)悉，戴小楓團(tuán)隊(duì)目前正在牽頭組織由國(guó)內(nèi)外14家優(yōu)勢(shì)單位發(fā)起“大麗輪枝菌基因組學(xué)研究國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃”，未來(lái)有望從全基因組學(xué)、代謝組學(xué)與合成生物學(xué)角度，較為系統(tǒng)地闡明全球黃萎病病原起源、群體結(jié)構(gòu)及遺傳演化等困擾國(guó)際學(xué)術(shù)界長(zhǎng)達(dá)百年的重要科學(xué)問(wèn)題。