老葉的植物王國

  遭到核盤菌核菌感染的植物。圖片來源： 維基百科 核盤菌核菌（ Sclerotinia sclerotiorum ）是一種可怕的植物病原菌，它可以感染超過四百種植物，造成菌核病。根據《台灣農家要覽農作篇(三)》，受害的幼苗和成株多在莖基部產生病徵，被害部位初呈水浸狀病斑，隨後產生淺褐色凹陷腐爛病徵，高濕時患部產生白色黴狀菌絲，爾後產生黑褐色大小不一、鼠糞狀之菌核，嚴重時植株倒伏死亡。就連可產生硫代葡萄糖苷（glucosinolates）和異硫氰酸鹽（isothiocyanates）作為它們的特殊防禦機制的十字花科植物，都不是它的對手（請參考「 魔高一丈的核盤菌核菌 」）。光是在2009年，因核盤菌核菌感染所造成的農損就 超過5.6億美元 。 但是這樣可怕的真菌也還是有它的天敵。最近由來自中國的研究團隊發表於《分子植物》上的一篇研究顯示，一種專門感染真菌的病毒SsHADV-1可以感染這種真菌，被感染後的真菌不僅失去了對植物的致病力，還可以增強植物對該真菌的抵抗力。 在自然界，SsHADV-1透過一種學名為 Lycoriella ingenua 的蚋（gnat）傳播。研究團隊大約在十年前發現，白花芥可以跟一個特殊的核盤菌核菌品系和平共存。這種核盤菌核菌不會造成白花芥腐爛死亡。這是怎麼達成的？ 進一步的研究發現，當SsHADV-1感染核盤菌核菌後，它便綁架了整個真菌，使得真菌不再能造成植物大規模的腐爛。更好的事情是，被SsHADV-1病毒感染的核盤菌核菌感染的植物，竟然對不帶有病毒的核盤菌核菌產生的抵抗力。好事還不止於此，受SsHADV-1病毒感染的核盤菌核菌感染的植物的產量還增加了。 過去對抗真菌感染多半都是以化學藥劑噴灑，但真菌也逐漸對這些藥劑產生抵抗力。這個病毒可以用來作為抗真菌的生物製劑，對核盤菌核菌這麼可怕的病原菌來說，不啻為一個好消息。 參考文獻： Molecular Plant. DOI:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.08.016

核盤菌核菌。圖片來源： 維基百科 核盤菌核菌（ Sclerotinia sclerotiorum ）是一種可怕的植物病原菌，它可以感染超過四百種植物，造成菌核病。根據《台灣農家要覽農作篇(三)》，受害的幼苗和成株多在莖基部產生病徵，被害部位初呈水浸狀病斑，隨後產生淺褐色凹陷腐爛病徵，高濕時患部產生白色黴狀菌絲，爾後產生黑褐色大小不一、鼠糞狀之菌核，嚴重時植株倒伏死亡。受害的植物包括了十字花科的植物，如白花芥就經常被感染。但是這類的植物本身就可產生硫代葡萄糖苷（glucosinolates）和異硫氰酸鹽（isothiocyanates）作為它們的特殊防禦機制。 馬克斯·普朗克化學生態研究所的研究團隊想瞭解到底核盤菌核菌是如何克服十字花科植物的特殊防禦機制，結果他們發現核盤菌核菌使用兩種方法來「解毒」。 第一種是很多生物都會使用的解毒法：使用穀胱甘肽（glutathione）與異硫氰酸酯毒素結合。第二種方法則是水解這些異硫氰酸酯毒素。這個方法的效果比第一種要好，但負責水解的酵素目前仍然未知。 研究團隊在核盤菌核菌中找到了負責水解的酵素，並將之命名為SaxA。缺少SaxA的核盤菌核菌對異硫氰酸鹽的耐受性下降，不過有趣的是，缺少SaxA的核盤菌核菌會提高第一種解毒途徑的活性。 研究團隊接著想觀察其它可以感染十字花科植物的病原菌是否也具有SaxA基因。 參考文獻： Jingyuan Chen, Chhana Ullah, Michael Reichelt, Franziska Beran, Zhi-Ling Yang, Jonathan Gershenzon, Almuth Hammerbacher, Daniel G. Vassão. The phytopathogenic fungus Sclerotinia sclerotiorum detoxifies plant glucosinolate hydrolysis products via an isothiocyanate hydrolase. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-16921-2