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澳大利亚国立大学（ANU）的研究人员与德国和美国的科学家合作，发现了许多致病真菌用来感染和破坏水稻和玉米等主要粮食作物的一种强大的“武器”，这可能为加强全球粮食安全提供新的策略。像人类一样，许多真菌依赖植物作为食物来源。这会影响粮食作物的产量。据估计，农民每年因真菌病损失10%到23%的作物。
澳大利亚国立大学（ANU）的研究人员与德国和美国的科学家合作，发现了一种被许多致病真菌用来感染和破坏主要粮食作物（如水稻和玉米）的强大“武器”，这一发现可能为增强全球粮食安全提供新策略。像人类一样，许多真菌依赖植物作为食物来源，这会影响粮食作物的产量。据估计，农民每年因真菌病害损失10%到23%的作物。
全球研究团队发现，一种名为“NUDIX水解酶”的酶被许多真菌病原体用作武器，以在植物中引发疾病。这一研究结果发表在《科学》杂志上。通过揭示这种酶在感染植物中的作用，研究人员相信他们可以培育出更具抗病能力的水稻以及其他水果和蔬菜作物，从而保护它们免受病害的侵害。
这一发现有助于增强那些以水稻和玉米为主要商品的国家的粮食安全。根据美国农业部的数据，水稻是全球超过一半人口的主要主食。论文第一作者卡尔·麦科姆博士（Carl McCombe）在ANU完成了这项工作，作为他的博士学位的一部分。他说，这种致病酶可以渗透植物细胞，攻击一个涉及磷感知的关键信号分子——磷是植物生存所必需的重要营养物质。
他指出，这种酶“劫持”了关键的分子途径，使植物误以为自己缺乏磷，从而激活了类似饥饿的反应。这使得病原体能够逃避植物免疫系统的自然防御机制，并在作物中引发疾病。麦科姆博士说：“在与澳大利亚核科学与技术组织的同事合作中，我们利用X射线晶体学技术详细揭示了这种酶的结构。”“了解这种酶的外观为我们提供了关键的见解，帮助我们理解病原体是如何利用它来攻击植物的。”
该研究团队的负责人、ANU的西蒙·威廉姆斯副教授（Simon Williams）表示，除了培育具有增强免疫系统的新型作物外，研究结果还可以帮助科学家发现新的方法来“关闭”这种酶的“劫持效应”，就像打开和关闭电灯开关一样。他指出：“我们的研究主要集中在引起水稻稻瘟病的病原真菌稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）上。水稻是一种极其重要的粮食主食，而稻瘟病造成的损失每年可以养活6000万人。”“我们的研究还揭示了NUDIX水解酶被许多不同真菌用作‘武器’，包括那些导致水果、蔬菜和种子作物炭疽病的真菌。这些疾病影响了芒果、甜瓜、玉米和鹰嘴豆等作物的生产——这些是我们澳大利亚人日常食用的农产品。”
“这表明我们的工作也有助于保护其他重要的水果和蔬菜主食。”威廉姆斯副教授说，这些发现为开发新的病害管理策略提供了路线图。“这可能包括改造植物的免疫系统以检测这种酶或阻断其功能。这将有助于农民保护他们的作物，并确保全球粮食供应。”
这项研究涉及来自ANU、亚琛工业大学和路易斯安那州立大学的科学家。
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