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生食蔬菜,当心这种不可能被洗掉的致命病菌 [复制链接]

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图片来源:Pixabay

看着厨房案板上还沾着(水点的青翠蔬菜,你是不因此为它已经是洗清洁了?猛烈的水流大约可以或许洗去尘埃、小虫,但是很新研讨发现,少少致病菌已经是可以或许大概钻进蔬菜叶片里,准备悄悄的登上你的餐桌。

近日,特拉华大学(UniversityofDelaware)在《微生物学前沿》(FrontiersinMicrobiology)上发表的一篇论文指出,能引发肠胃炎的鼠伤寒沙门氏菌(SalmonellaentericaTyphimurium)已经是学会了如何攻破植物叶子的预防,藏在蔬菜的叶片里。

该文章的通讯作者、植物生物学助理教授HarshBais说:“现在我们知道,这种人类致病菌正在尝试做植物致病菌才会做的工作,这真的很吓人。”

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说起沙门氏菌,这可不是个好惹的家伙。在沙门氏菌属(Salmonella)中,99%可以或许感染人类或哺乳动物的细菌都属于肠道沙门氏菌种,而它们引起的沙门氏菌感染在世界范围内每年大约有13亿个病例,并可以或许导致其中的万人死亡。而很近被发现能入侵叶片的鼠伤寒沙门氏菌是其中一种最常见血清型,它所变成伤寒每年大约有万个病例,其中大约20万人死亡。

肠道沙门氏菌的电镜照片。图片来源:EncyclopediaBritannica

健康人的免疫系统可以或许在势必程度上反抗沙门氏菌等微生物的入侵,植物也有办法防范这样的异类。微生物在入侵植物时所要面对的第一道防线就是植物的表皮(epidermis)。和人类皮肤上的表皮层类似,这一层踏实的组织在预防植物体损伤、感染和过度水分蒸发上有着极其重要的作用。但为了蒸腾作用的平居举办,这层“铠甲”并非密不通风,它上面分布着气孔。这是成对的微微分离的保卫细胞,为细菌的入侵提供了可乘之机。

但是,对于试图从气孔入侵的细菌,植物也准备了“化学武器”。当检验到致病菌的小分子名片,即微生物相关分子模式(microbe-associatedmolecularpatterns,MAMP)时,植物就会历史各种激素斗气孔闭合,这种机制称为气孔预防(stomataldefense)。在调控气孔预防的植物激素中,寥落酸和水杨酸可以或许斗气孔关闭,茉莉酸则起反作用。

细菌入侵植物气孔显露图。图片来源:doi:10./annurev.phyto..

但是,特拉华大学的很新研讨发现,鼠伤寒沙门氏菌年头绕开了这些预防机制。

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在这篇针对该菌入侵生菜叶片的研讨中,以NicholasJohnson为首的研讨人员发现,鼠伤寒沙门氏菌可以或许大概阻截气孔关闭:在把这种细菌或它的相关分子模式放到生菜叶片上培植3-12小时后,叶片气孔诚然比对照组要小少少,但远比增长了李斯特菌等另外致病菌的叶片气孔要大。也就是说,诚然生菜叶片对鼠伤寒沙门氏菌产生了预防反应,但这种反应受到了抑制。

增长不同菌种培植后的生菜气孔大小(翻译贺紫宸)。图片来源:doi:10./fmicb..

那么,鼠伤寒沙门氏菌真相如何抑制植物叶片气孔的预防反应的呢?Johnson等人便把眼力投向了这种细菌的杀手锏之一——即III型分泌系统(Type-IIISecretionSystem,T3SS)。大约在十年前,学界发现肠道沙门氏菌可以或许行使这个这个形似注射器的结构来向宿主的肠道细胞运输蛋白质,方便自己进入细胞并适应其内部的环境。既然这一战略对哺乳动物如此有效,那它是否也适用于植物呢?

为了检验这一假设,Johnson等人将具备不同T3SS成果缺失的两种菌株放在生菜叶上培植。这时,生菜叶的气孔预防不再被抑制,而是积极闭合,将鼠伤寒沙门氏菌关在门外。叶片的内部也无法检验出这两种菌株。实验证明T3SS是鼠伤寒沙门氏菌入侵生菜叶必不可少的工具。

接下来,研讨团队决定弄清楚T3SS真相从哪里打破了植物预防。这次,他们把注意力转移到可以或许帮助气孔关闭的水杨酸和寥落酸上。实验发现,即使有鼠伤寒沙门氏菌的存在,水杨酸仍然可以或许行使其平居的成果,斗气孔关闭,研讨人员们判断这种细菌不会扰乱水杨酸的相关通路。但是寥落酸的环境就大不同样了:在有鼠伤寒沙门氏菌的环境下,寥落酸无法向植物的气孔通风报信,细菌得以从分离的气孔入侵植物。研讨团队还检验了植物合成和运输寥落酸的基因的表达环境,证明鼠伤寒沙门氏菌的存在的确可以或许低垂生菜叶片和根系中这类基因的表达。

总的来说,鼠伤寒沙门氏菌可以或许行使III型分泌系统影响寥落酸的合成和运输,阻截气孔关闭,从而进入生菜叶片。研讨还对大肠杆菌(Escherichiacoli)和李斯特菌(Listeriamonocytogenes)举办了同样的实验,发现它们不具备这种机制,叶片会关闭气孔,把这些细菌阻挡在外。

尽管如此,研讨团队在文章讨论单方面指出,很多感染人类的机遇致病菌(opportunisticpathogen),即会在个体免疫成果下降时发起攻击的致病菌,已经是被证明能入侵和污染植物,尽管它们的主要目标仍然是感染人类。细菌入侵植物的机制概略上仍然不清楚,这项研讨只是揭示了其中一种大约。

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本来是感染动物和人类的细菌,为什么要大费周章地骚扰植物界呢?发表在《植物病理学年度综述》(AnnualReviewofPhytopathology)上的一篇综述指出:“植物就是致病菌传染动物的中间媒介。”该综述提到,这些跨域致病菌在其生存的两种环境中都获得了巨大的生存优势,历史人类等各种动物的摄食,它们可以或许轻易从植物上“搭便车”进入动物体内。尽管它们无法索性汲取植物细胞的营养,植物细胞裂解产物和根系分泌物为它们提供了丰富的营养。

还有一种假说觉得,这些人类致病菌大约可以或许行使另外植物致病菌已经是为它们扫清的沙场,绕过已经是被克服的植物免疫系统,更方便地入侵植物。

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