12月19日，我校植物保护学院、菌物学院孙文献教授与国内外多家单位合作，在国际顶尖学术期刊《Science》上发表了题为“A bacterial nutrition strategy for plant disease control”的研究论文。该研究发现细菌性条斑病菌从寄主水稻中获取营养的新机制，开创了阻断细菌营养路径的抗病生物育种策略，为防治多种重要作物细菌性病害提供了新途径。同期，Science期刊邀请国际知名专家对文章进行了专门评述。

黄单胞菌可在水稻、柑橘、番茄、辣椒等400多种作物上引起细菌性病害，是一类危害全球农业生产的重要植物病原细菌。其中，稻生黄单胞菌条斑致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola，简称Xoc）在水稻上引起严重的细菌性条斑病；由于缺乏有效的抗病基因，该病害在我国多个稻区有快速扩展的趋势，防控尤为困难，被列为我国重要的作物检疫性病害。

大量实验证实，黄单胞菌利用三型效应蛋白作为核心致病因子，帮助病原菌在寄主组织内成功定殖，引起植物发病。其中，效应蛋白AvrBs2在黄单胞菌中高度保守，是对黄单胞菌致病力贡献最大的毒性因子之一。然而，自1990年被发现以来，AvrBs2促进侵染致病的分子机制一直是个未解之谜。孙文献团队通过长达十多年攻关，首次揭开了AvrBs2的“真面目”。研究发现，Xoc的AvrBs2是一种新型磷酸糖酯合成酶。它利用植物细胞内的尿苷二磷酸-α-D-半乳糖作为底物，催化合成一种新型环二半乳糖磷酸二酯---黄单胞糖。借助植物中的糖转运系统，黄单胞糖被运输到植物细胞间隙。随后，细菌通过其外膜上的转运蛋白XanT，将黄单胞糖吸收到细菌胞内；再通过体内的磷酸二酯酶XanP将其水解为半乳糖-1-磷酸，进行代谢利用，供给细菌生长繁殖。研究还发现，黄单胞糖是一种黄单胞菌的专属营养物质，不能被植物分解代谢。该研究阐明了Xoc利用AvrBs2-XanT-XanP共同构成一个完整的糖磷脂化合物的“合成-摄取-利用”系统，为黄单胞菌在寄主体内开辟了一条专属的“营养供给线”。

基于这一基础理论突破，该研究开创出具重大应用潜力的病害防控新策略——“抗营养”策略。研究团队发现，表达磷酸二酯酶XanP的转基因水稻，在Xoc侵染时，能够大幅减少黄单胞糖在体内的累积，对细菌性条斑病的抗性显著提高。尤为重要的是，XanP高度的底物特异性，使得转基因水稻并未显示出明显的农艺性状和代谢组变化，具有良好的应用前景。

该研究破解了困扰植物病理学界数十年的谜团；开发的“抗营养”策略有望广泛应用于由不同黄单胞菌引起的多种重要病害的防控，如辣椒和番茄的细菌性斑点病、木薯细菌性枯萎病、柑橘溃疡病以及麦类细菌性条斑病等，为绿色、可持续的植物病害防控提供了全新的解决方案和坚实的科学基础。

论文第一作者是中国农业大学博士后、西南大学含弘研究员王善之，孙文献教授、王善之研究员和美国杜克大学何胜洋院士为共同通讯作者，我校李大勇教授、中国农业大学刘志龙教授、戚琳璐实验师、金危危教授和王明安教授，吉林大学罗招庆教授、加州大学Brian Staskawicz教授、杜克大学Pei Zhou教授，韩国首尔大学Yong-Hwan Lee教授等参与了该项研究。研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。

近年来，孙文献团队在水稻与病原菌互作机制研究方面取得可喜进展，破解多种作物病害的致病“武器库”，解析了多重作物免疫调控网络，推动水稻病害绿色防控进入分子设计时代。此前，团队以通讯作者在《Cell》《Molecular Plant》《Plant Cell》《Nature Communications》和《Science Advances》等知名杂志上发表重要研究成果。上述系列成果显著增强了植物保护学科的整体实力。  

初审：姚金戈

复审：苏高格

终审：丁  雷