这种老药用(了30年,)为啥病菌还没“免疫”?
中国科学报记者 王敏 报道:当水稻叶片上浮现出枯白相间的条斑时,这往往是水稻白叶枯病悄然来袭的警示信号。此种病害的幕后推手,是一种名为水稻黄单胞菌的植物病原细菌。一旦疫情蔓延,轻则可令产量折损两至三成,重则过半收成付诸东流,极端情形下甚至面临绝收的厄运。长期以来,农户们习惯于依赖化学杀菌剂来剿灭病菌、遏制疫情,然而用药年限愈久,病原菌对抗菌药物的耐受性便愈发增强,药效随之逐年式微,迫使农户不得不不断加大剂量,由此陷入无休止的恶性循环。那么,是否存在一种药剂,既能高效压制病情,又能有效阻断病原菌抗性演化的路径?安徽农业大学陈雨教授团队的探索,为这一难题提供了令人瞩目的新解。相关研究成果已于近日刊登于国际学术期刊《公共科学图书馆-病原体》之上。
“隐藏在表象之下的未知机制,必定还有待揭示。”
辛菌胺,这款拥有我国完全自主知识产权的烷基多胺类杀菌剂,自问世以来已在包括水稻、苹果、辣椒、番茄、棉花等多种作物上积累了逾三十年的应用经验。其显著特点在于残留量极低,对人和非靶标生物温和无害,堪称绿色植保领域的一张“老面孔”。
然而,一个长期萦绕在陈雨团队心头的谜团始终挥之不去:诸多常规杀菌剂在连续施用数年之后,病原菌的抗药性往往迅速攀升,进而导致病害防治成效大打折扣;反观辛菌胺,虽然历经田间长期反复使用,却始终鲜见病原菌产生显著高抗性,其防治效果保持着令人称奇的持久稳定性。
早期的研究证据曾表明,辛菌胺能够通过扰乱细菌的能量代谢过程以及破坏其脱氧核糖核酸(DNA)结构来达到直接杀菌的目的。但这套解释,仅能回答它“缘何能杀菌”,却无法阐明它“为何不易诱发抗性”。“其中必有未曾被发现的机理。”陈雨如此断言。
为了追寻这背后的深层真相,陈雨团队选择迎难而上,展开了一场刨根问底的科研攻关。他们以水稻白叶枯病菌为研究模型,综合运用高通量基因筛选、分子生物学检测、遗传操作等一系列尖端技术手段,如同抽丝剥茧般,逐步揭开了辛菌胺之所以具备低抗性特性的神秘面纱。
“双重机制”:直接杀菌与毒力弱化的协同作战
研究团队发现,辛菌胺的功能并不仅限于直接的杀菌作用,它还能精准锁定一个名为RpfG的关键功能蛋白,并对其施加影响。
“RpfG蛋白,实质上充当着细菌群体感应系统的核心调控枢纽。”陈雨阐释道,“用通俗的比喻来讲,细菌之间也存在着类似人类‘对话交流’的沟通方式——它们会释放特定的信号分子,如同发送信息一般。当感受到群体数量达到某一临界阈值时,整个菌群便会采取步调一致的集体行动,协同入侵寄主作物。这种依赖群体密度进行信息交流与行为调控的机制,正是我们所称的群体感应。”
辛菌胺的介入,仿佛直接切断了细菌的通讯网络。当RpfG蛋白的正常功能受到干扰后,细菌群体内部的信息传导链路随即中断,这将直接导致与致病性相关的基因无法顺利表达。其最终结果便是:虽然这些细菌个体依然存活,但其整体致病能力已遭到显著削弱,从而丧失了对寄主植物的有效侵染能力。
这一重大发现,使得辛菌胺的抗菌作用机制图谱变得空前清晰与完整。
研究团队据此指出,辛菌胺所展现的,是一种“直接杀菌”与“弱化毒力”相互交织的双重作用模式。一方面,它凭借对细菌能量代谢系统的扰乱及对DNA稳定性的破坏,从而有效抑制菌体生长;另一方面,它又通过干扰由RpfG调控的群体感应通路,大幅降低细菌攻击作物的能力。这两种作用方式相辅相成,彼此配合,不仅显著强化了病害的综合防控效能,更在很大程度上降低了病原菌经由单一作用途径而演化出稳定抗药性的可能性。
陈雨进一步补充道,尤为精妙之处在于,辛菌胺对群体感应系统的干扰展现出高度的物种专一性。它的作用靶点主要集中在黄单胞菌这一类有害微生物上,而对于农田生态环境中的有益菌群则影响甚微。这便意味着,辛菌胺能够实现对靶标病原菌的“精准打击”,同时尽可能地减少了对土壤微生态平衡的扰动,这无疑更加契合现代绿色植保的发展理念。
展望未来,新一代低抗性绿色农药的开发蓝图已然浮现
就在今年六月于上海举办的第八届国际水稻白叶枯病学术研讨会上,陈雨教授受邀发表了专题演讲,与来自全球各地的同行学者共同分享了这一突破性进展。该研究成果跳出了传统杀菌剂仅聚焦于“直接杀灭”的固有思维定式,创造性地将“病原菌毒力弱化”策略纳入考量范畴,这对于深刻阐释国产农药所具备的低抗性独特优势,具有不可忽视的学术价值与应用指导意义。
陈雨认为,着眼于实际应用维度,这一发现无疑将使辛菌胺的使用策略变得更加科学与精准——在病害初发阶段,可有效利用其“弱化毒力”的特性提前布局、构筑防线;而当病害进入高发爆发期,则能充分发挥其“直接杀菌”的高效作用,实现快速扑灭。同时,以RpfG蛋白作为全新的药物作用靶点,未来极有希望据此开发出一系列新型的低抗性绿色农药产品。
展望下一阶段的研究计划,陈雨团队将着力于在更多作物品种、更广泛的病原菌类型以及多样化的田间环境条件下开展系统性验证试验,旨在推动这些科研成果能够真正落地生根,切实服务于农业生产的第一线。
死后《10小时眼睛还有》望“活着”
2023年,一位因高压电意外而痛失左眼及左侧面部大部分组织的伤者,在纽约大学朗格尼医学中心接受了史无前例的全眼复合面部移植手术。这起全球首例的壮举虽令术后恢复进展顺利,移植眼也成功建立了血液流通,然而患者依旧未能重获视觉感知。
全眼移植在医学界堪称天堑,其症结之一在于视网膜对缺血——即缺氧所诱发的损伤——有着极端的脆弱性。即便是分秒级别的血流中断,也可能引发感光神经元及其神经回路不可挽回的崩坏。不过,一项近日在bioRxiv平台上披露的科研成果,为这一困局带来一线曙光。
研究团队匠心打造了一套名为ECaBox的眼球护理装置,可使离体眼球在体外重新焕发活力,并在长达10小时的时段内保持对光的敏锐响应,这一时长几乎是既往纪录的两倍。通过持续灌注富含氧气的营养液,ECaBox还能让眼球的解剖结构与整体生理机能维系至24小时之久。
“这项成果无疑为全眼移植领域树立了里程碑式的标杆。”美国约翰斯·霍普金斯大学的托马斯·约翰逊如此评价,“能在体外维持光反应,堪称令人瞩目的突破。”而在英国,超过百万民众正因诸如年龄相关性黄斑变性等不可逆转的眼疾,陷入失明或视力严重受损的深渊——这类疾病往往侵袭视网膜,即眼球后部负责感光的精密组织。
面对这些顽疾,科学界已在某些方向上取得长足进步。比方说,角膜移植——以捐赠组织替换眼球前端病变部位——能够为角膜损伤者带来视力的显著改善。然而,视网膜疗法则显然更为棘手,因为其与中枢神经系统紧密相连,牵一发而动全身。
西班牙巴塞罗那科学技术研究所的艾梅尔·伯恩与她的同僚们,试图通过模拟体内环境来减轻供体眼球的离体损伤。为此,他们构筑了一套精密系统:将一根柔性微管植入眼动脉,为眼球及其周边组织输送血液,随后借助定制的ECaBox装置,以含氧溶液对捐赠眼球进行持续灌注。该设备还能依托传感器,自动校准压力与流速,确保条件稳定。
为验证此系统的效能,研究人员自六位捐献者处摘取双眼,并在每次实验中仅对其中一只进行灌注处理。结果显示,灌注系统能够令视网膜框架及其周边细胞保持健康状态长达一天,而未经灌注的眼球则在离体后迅速走向退化。
紧接着,团队又对另外36只捐赠眼球进行了灌注实验,其中15只的视网膜在光线刺激下产生了电生理信号,其反应特征与活体测量值高度吻合,且这种响应可稳定延续至10小时之久。至于其余21只灌注眼球为何未能触发类似反应,研究团队目前仍未能给出确凿解释。
(第36届香港书展闭幕 与同期两展吸引9)9万人次参观
中新网香港7月21日电 由香港贸易发展局(下称“香港贸发局”)筹办的第36届香港书展,于21日圆满画上句号。与此同时,第9届香港运动消闲博览与第6届零食世界亦在同一天落下帷幕。这三项大型活动历时七日,合计吸引约99万人次参与,展商数量逾770家,他们来自全球30个国家和地区,阵容颇为壮观。
本届书展以“文创传承·旅悦人生”作为年度主题,精心策划了超过600场缤纷活动,旨在多角度呈现世界各地的历史底蕴与文化风情。与同期举行的两大展览相互呼应,书展形成强大的协同效应,为本地市民及外来游客奉上层次丰富的体验盛宴。
香港贸发局副总裁古静敏指出,书展在周末期间人气爆棚,众多书迷热情高涨,争相入场挑选心仪读物,这充分印证了书展作为广受欢迎的文化盛事的地位。她进一步提到,书展期间举办的各类文化讲座均赢得一致好评;而今年首次亮相的东盟文学节,尤其受到读者的青睐,来自东盟的作家与各地书迷进行面对面交流,生动展现了香港作为中外文化艺术交融枢纽的独特魅力。
这种老药用(了30年,)为啥病菌还没“免疫”?中国科学报记者王敏报道:当水稻叶片上浮现出枯白相间的条斑时,这往往是水稻白叶枯病悄然来袭的警示信号。此种病害的幕后推手,是一种名为水稻黄单胞菌的植物病原细菌。一旦疫情蔓延,轻则可令产量折损两至三
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