摘要：继2022年受Nature Reviews Microbiology特邀撰写了题为“Evasion of Plant Immunity by Microbial Pathogens（病原微生物如何逃避植物免疫）”的综述后，近日，南京农业大学王源超教授再次受邀于

继2022年受Nature Reviews Microbiology特邀撰写了题为“Evasion of Plant Immunity by Microbial Pathogens（病原微生物如何逃避植物免疫）”的综述后，近日，南京农业大学王源超教授再次受邀于该期刊发表了题为“Oomycete plant pathogens: biology, pathogenesis and emerging control strategies”的综述论文。

文章系统阐述了卵菌的生物学基础、致病机制及新兴防控策略，重点剖析了植物病原卵菌独特的生物学特性和致病机制研究中的创新发现，并探讨这些基础研究成果在指导病害可持续治理方面的深远意义。

卵菌起源于海洋自养生物，是一类具有毁灭性的动植物病原微生物。尽管在形态和生态位上与真菌相似，但其在进化上独立，更接近藻类，与海带等褐藻同属茸鞭生物界。植物病原卵菌包括疫霉属、霜霉、腐霉和白锈属，其引起的植物病害，如马铃薯晚疫病、大豆根腐病、葡萄霜霉病、栎树猝死病等，对全球粮食安全、农业经济和自然生态系统构成了严重威胁。自上世纪90年代末以来，随着基因组学、分子生物学和先进显微成像技术的发展，对卵菌生物学和致病机制的研究取得了突破性进展。这些研究不仅揭示了卵菌独特的生物学特性，如特有的G蛋白偶联受体大分子、独特的肌动蛋白构型和庞大的效应子库，也为开发精准的病害防控策略开辟了新途径。

以疫霉菌为代表的植物病原卵菌具有田间致病力强、变异快、发病迅速，易爆发成灾的特点。该类病原菌的广泛影响源于其独特的生物学特性和致病机制。它们能够产生大量孢子（孢子囊和游动孢子）进行高效传播，并能形成厚壁的休眠孢子（卵孢子和厚垣孢子）以在恶劣环境和土壤中长期存活。这种强大的繁殖、传播和生存能力，使其在单一种植的农业生态系统和脆弱的自然生态系统中极易暴发成灾。此外，植物病原卵菌拥有庞大且多样化的效应子武器库。这些分子武器作用在植物细胞内外，靶向并操控各种宿主蛋白，从转录调控、激素信号到表观遗传修饰抑制植物免疫、操纵植物生理、促进病原菌吸收营养。系统性分析效应子在寄主内的靶标，结合转录组、蛋白组分析构建出在侵染不同阶段被激活的完整致病网络，揭示了不同效应子如何共同协作形成“效应子组”来重编程寄主细胞实现病原卵菌成功侵染和定殖。这些创新性研究将卵菌致病机制的研究从对单个分子的功能解析，推向对复杂互作网络的系统性理解。

病原菌卵菌效应子功能的多样性和靶标的广泛性，使其成为研究植物生物学和病原菌与植物共进化的“宝藏”。这些效应子不仅作为毒力因子，当其被植物细胞膜或细胞内免疫受体识别时，也会触发强烈的免疫反应。这种“双重身份”对效应子施加了巨大的进化压力，导致效应子基因通常位于基因组快速进化区，通过基因丢失、点突变、基因沉默和正选择等方式快速多样化，以逃逸植物免疫系统的识别，造成作物抗性易丧失，病害反复爆发成灾。

本文提出对卵菌独特生物学和致病机制的深刻理解，推动了创新、精准的病害防控策略的发展。基于对卵菌特有靶点的认识，可开发高特异性、低环境风险的新型杀菌剂或核酸农药靶向病原菌。利用分子生物学手段增强植物自身的抗病性是可持续的策略，包括多重抗病基因的聚合、抗病基因的工程化改造以及植物感病基因的基因编辑。此外，基于对植物-微生物互作的理解，利用合成微生物群落通过生态调控的方式提升植物抗性。未来的病害防控必将更加依赖于基于病原菌生物学知识的理性设计，实现“知己知彼，百战不殆”。通过整合免疫诱抗剂、RNA生物农药、微生物组工程和智能育种等多种策略，构建一个可持续的卵菌病害综合治理体系。

南京农业大学王源超教授为该论文的通讯作者，王燕教授与荷兰瓦赫宁根大学Francine Govers教授为共同第一作者。南京农业大学作物疫病研究团队长期从事大豆、马铃薯和多种蔬菜、中药材等作物疫病等重大病害的成灾规律与防控技术研究，在病菌致病机制、植物免疫机制和病害监测与防控技术等方面取得系列原创性成果。以通讯作者在Science、Nature 、Nature Plant、PNAS等期刊发表论文200余篇，授权专利30余件，研究成果一次入选中国高校十大科技进展、两次入选中国农业科研重大进展，研发的大豆根腐病防控技术连续4年入选农业农村部主推技术和十大引领性技术，为我国大豆病虫害防控提供了关键技术支撑，获全国创新争先奖、教育部自然科学特等奖和一等奖、神农中华农业科技一等奖、大北农植物保护奖等省部级以上奖励10余项。

来源：水桃教育