食物生产的一个基因组途径

食物生产的一个基因组途径植物病原体的快速演化是全世界农业的一种主要的制约力，而由某些病原体所引起的农作物疾病造成了整个人类历史进程中的毁灭性的饥荒。

在12月10日出版的《科学》杂志中，有一系列的报告聚焦于这些致命的植物病原体上——人们已知这些病原体会使用独特的蛋白来操纵或抑制其植物宿主的免疫反应。

Sylvain Raffaele及其同事首先比对了4种密切相关的疫病菌种的基因组，其中包括造成爱尔兰马铃薯饥荒的马铃薯疫病菌。尽管这些疫病菌种在同一核糖体DNA上的相似度高达99.9%，但人们知道，它们各自感染的是非常不同的植物品种。

因此，研究人员还分析了在病原体基因组之间的差异，并发现某些区域显示出了最近的、快速演化的识别标志。

Raffaele及其同事发现，疫病菌基因组的这些基因稀疏而重复片段丰富的区域中的基因影响着植物的防御机制。他们提出，对不同植物宿主的适应驱动了这些病原体的快速演化，并塑造了它们基因组的不均衡的结构。

在另一项研究中，Jan Schirawski及其同事聚焦于真菌，这些真菌已知会引起玉米植物中的范围广泛的疾病。研究人员比对了两种密切相关的会对玉米作物造成毁灭的真菌病原体的基因组，这两种真菌是玉米丝黑穗病菌和玉米黑粉菌。他们发现了其基因组中最近发生了快速演化的基因组区域。

Schirawski及其同事还观察到，这些区域主要编码的蛋白会操纵植物宿主的防御机制。综合来看，这些研究凸显了这类比较基因组以发现在植物寄生病中扮演某种角色的毒性基因的研究价值。

将来，这些研究可能会导致更多的创新的疾病控制手段，并帮助捍卫全世界的食物生产。一篇由Peter Dodds撰写的Perspective更为详细地解释了这些发现。