2025年12月19日，学院王善之研究员在《科学》（Science）发表了题为《阻断营养：植物细菌病害防控新途径》“A bacterial nutrition strategy for plant disease control”的研究论文。该研究解析了植物病原细菌从寄主组织获取专用型营养物质的新方式。
由稻生黄单胞菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola，简称Xoc）引起的细菌性条斑病，是严重威胁水稻生产的重要病害之一，在我国南方稻区时有发生。由于栽培水稻普遍缺乏对该病的抗性，加之病情蔓延迅速，使得防治难度较大，该病害常年被列为我国重点检疫性作物病害。近年来，随着田间抗药菌株的出现，细菌性条斑病的发生呈加重趋势。目前，相关抗病基因的克隆缺乏，对该病害发生机制的认识也尚不充分。
细菌性条斑病田间发病照片
Xoc主要依赖分泌三型效应蛋白作为致病手段。早在30多年前，科学家就已发现效应蛋白AvrBs2在黄单胞属植物病原菌中高度保守，且是包括Xoc在内的多种黄单胞菌的关键致病因子，然而其具体的毒性机制长期未明。
王善之及其合作团队最新研究发现，AvrBs2实际上是一种未被鉴定的磷酸糖酯合成酶。该蛋白在被分泌至植物细胞后，可合成一种环状半乳糖磷酸二酯类化合物——研究团队将其命名为“黄单胞糖”。黄单胞糖随后借助植物细胞的转运系统，被输送至水稻叶片组织的质外体空间。进一步研究揭示，黄单胞糖作为一种细菌专用营养，可被Xoc的细胞外膜转运蛋白XanT吸收，继而在细菌内被特异性磷酸二酯酶XanP水解为D-半乳糖-1-磷酸，最终被Xoc代谢利用，为其生长提供能量。
AvrBs2致病机制和“抗黄单胞糖”抗病育种策略
该研究系统解析了Xoc通过“AvrBs2–XanT–XanP”途径，在寄主体内构建的一条“合成-转运-降解”一体化的糖类营养高效摄取通道。此外，研究还发现，在水稻中表达水解酶XanP可有效阻断黄单胞糖的摄取途径，从而提升水稻对细菌性条斑病的抗性。基于此，研究团队提出了“抗黄单胞糖”育种新策略，为作物黄单胞菌病害的防控开辟了新方向。这一策略有望广泛应用于多种作物黄单胞菌病害的抗性育种中。
王善之研究员在中国农业大学获得博士学位，是本文的唯一第一作者，并与中国农业大学/吉林农业大学孙文献教授、杜克大学Sheng Yang He院士共同担任通讯作者。学院硕士研究生吴文艺、胡徐和李炫也参与了相关研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、西南大学人才引进专项等项目资助。
王善之研究员为学校植物保护学院于2022年引进的含弘研究员，本项成果的发表是学校近年来持续推进人才队伍建设所取得的又一重要进展。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ady8325
供稿：王善之
初审：黄垭飞
复审：蒋红波
终审：刘立广
