"吸血鬼"線蟲的作用機制已經顯露出來

植物根部的線蟲（左矩形物體）

肉眼看不見的細胞囊性線蟲對農業構成重大威脅，每年可能使全世界農作物損失數十億美元。由密蘇裡大學研究人員上司的一個植物科學團隊最近發現了一種機制，細胞囊性線蟲利用這種機制入侵大豆植物并從中吸收維持生命的營養。

了解植物和囊性線蟲之間互相作用的分子基礎可能有助于制定新的政策來控制這些主要的農業害蟲，并養活不斷增長的全球人口。

根據美國農業部的資料，大豆是世界三分之二動物飼料的重要組成部分，也是美國食用油消費量的一半以上。可以說，囊性線蟲通過"劫持"大豆的生物功能，危及這一全球重要食物來源的健康生産。

"細胞囊線蟲是世界上最具經濟破壞性的植物寄生線蟲群之一。"這些線蟲通過在宿主的根部産生獨特的進食細胞并從大豆植物中吸收營養來破壞它們的根系，"邦德生命科學中心研究員，密蘇裡大學植物科學系副教授Melissa Goellner Mitchum說。"

這可能導緻作物發育不良和枯萎，導緻産量損失。他們希望探索囊性線蟲"接管"大豆植物并停止其影響的方法和機制。

大約15年前，Mitchum及其同僚解開了線蟲使用小氨基酸鍊或肽鍊從大豆根中提取食物的線索。現在，使用以前從未見過的新一代測序技術，Mitchum Labs的研究人員Michael Gardner和Jianying Wang取得了非凡的新發現。

研究結果表明，線蟲具有産生第二種肽的能力，這種肽有效地"接管"了植物幹細胞。植物幹細胞在整個植物中産生管狀通路以運輸營養物質。研究人員将這些肽與植物産生的肽進行了比較，發現它們是相同的，稱為CLE-B肽。

"植物将這些化學信号發送到它們的幹細胞并開始生長功能，包括植物用來運輸營養物質的管徑。"先進的測序表明，線蟲使用相同的肽來激活相同的過程，"Mitchum說。這種"分子模拟"幫助線蟲建立喂養網絡，從中可以吸收植物養分。"

為了驗證他們的理論，Mitchum Labs的博士後小李Guo合成了CLE-B線蟲肽，并将其應用于通常用作模型植物的血管細胞。研究人員發現，變形蟲中線蟲肽的生長反應與植物自身肽影響其發育的方式相似。

接下來，研究人員"敲除"了變形蟲中發出自身幹細胞信号的基因。在這一點上，線蟲表現不佳，因為它們無法向植物發出信号，線蟲的進食網被摧毀。

"當線蟲攻擊植物的根部時，它會沿着根部選擇血管幹細胞。"通過切斷這條路徑，我們減少了線蟲用來操縱植物的攝食網絡的大小，"Mitchum說。這是我們第一次證明線蟲調節和控制植物管徑。确定植物寄生蟲線蟲如何操縱寄主植物以造福是幫助人們種植抗蟲植物的關鍵一步。（王芳編譯）