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噬菌體療法：精準打擊土傳病原菌

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本文轉自：科技日報
有望替代化學農藥和抗生素
【噬菌體療法：精準打擊土傳病原菌】噬菌體療法：精準打擊土傳病原菌
噬菌體療法：精準打擊土傳病原菌
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◎本報采訪人員金鳳
利用噬菌體阻控病原細菌的手段被稱為“噬菌體療法” ， 這是一種有望替代抗生素的綠色生態技術 。 目前 ， 國內已有研究單位針對不同的植物病害收集了大量的噬菌體資源 ， 研究不同噬菌體的作用機制 ， 以及噬菌體之間的相互影響 ， 利用不同噬菌體聯合抑制土壤病原細菌 。
噬菌體 ， 是專門“吃”細菌的一類病毒 ， 它們廣泛存在于海洋和陸地自然生態系統中 。 噬菌體通過侵染宿主細菌 ， 可以調控細菌種群數量 ， 驅動細菌群落多樣性和組成的變化 ， 進而影響生態系統功能 。
但長久以來 ， 土壤中的噬菌體與作物土傳病害的關系還鮮有研究 。
近日 ， 國際學術期刊《微生物組》在線發表了中國工程院院士、南京農業大學資源與環境科學學院教授沈其榮團隊的最新研究論文 。 該團隊研究發現 ， 土傳青枯病的發生 ， 與作物根際噬菌體群落構成及噬菌體—宿主細菌的互作特征密切相關 。 該研究首次證明特異性侵染土著細菌的噬菌體 ， 對土傳病原細菌青枯菌入侵的潛在影響 ， 為利用噬菌體消減青枯菌導致的作物土傳青枯病提供了新的理論基礎 。
靶向消滅病原細菌 ， 對環境更友好
在農業生產中 ， 化學農藥和抗生素已被廣泛使用 ， 但不合理的使用會造成土壤功能退化、環境污染等問題 。
“例如 ， 化學農藥的濫用會顯著增加病原細菌的耐藥性和抗性基因的風險傳播 。 此外 ， 在病原細菌與其宿主植物互作的熱點區還存在大量土著微生物 ， 這些微生物通過復雜的協同互作 ， 在抵御病原細菌侵入和感染宿主植物中發揮重要作用 。 然而 ， 廣譜殺菌的抗生素和化學農藥等在抑制病原細菌的同時 ， 也會破壞土壤中土著微生物群落的結構和功能穩定 。 ”沈其榮介紹 ， 要護衛土壤、動植物、環境健康 ， 亟須有效靶向消滅土傳病原細菌并對環境友好的新措施 。
噬菌體 ， 便是其中的“天選之子” 。 噬菌體是專門侵染細菌的一類病毒 ， 在環境中普遍存在 ， “目前地球生物圈中噬菌體的數量高達10^31個 。 利用噬菌體阻控病原細菌的手段被稱為‘噬菌體療法’ ， 這是一種有望替代抗生素的綠色生態技術 。 ”論文共同通訊作者、南京農業大學教授韋中告訴科技日報采訪人員 。
目前 ， 噬菌體療法已廣泛應用于臨床醫療、畜牧業、水產養殖和種植業等領域 。
韋中介紹 ， 噬菌體療法具有幾大優勢：噬菌體可以識別特定病原細菌 ， 對環境影響小；噬菌體可以利用宿主進行增殖 ， 并進入細菌體內 ， 高效裂解病原細菌；噬菌體療法的應用可以減少抗生素的使用 ， 為食品安全提供保障 。
打造噬菌體“雞尾酒” ， 守護植物健康
“在抗生素普及前 ， 噬菌體療法已經有了應用 。 ”韋中所言非虛 。 自噬菌體被發現以來 ， 噬菌體療法不斷發展 ， 在解決由病原細菌侵染引起的作物健康問題方面已有不少嘗試 。
1924年 ， 研究人員發現白菜濾液中的噬菌體類物質能夠防止由黃單胞菌引起的白菜腐爛 。 隨后 ， 該物質又被廣泛應用于防治由青枯菌、歐文氏菌、丁香假單胞菌和野油菜黃單胞菌等引起的茄科作物青枯病、獼猴桃細菌性潰瘍病、果樹火疫病、柑橘斑點病、水稻葉枯病以及土豆洋蔥軟腐病和黑脛病等 。 2005年 ， 美國環境保護局首次批準了防治由野油菜黃單胞菌和丁香假單胞菌引起的番茄和辣椒的細菌斑點病的噬菌體產品 。 2011年 ， 美國環境保護局批準一家公司生產的噬菌體生物農藥用于防治番茄的潰瘍病 。