一种侵略性的植物病原体正在摧毁橄榄树,预计在未来50年内将给意大利造成数十亿欧元的损失。快速劳尔氏菌——一种因在实验室培养时挑剔而得名的细菌——于2013年在意大利南部被检测到。它现在在欧盟被指定为“检疫生物”:受感染的树木,其中一些树龄达数百年,必须被砍伐,以防止疾病在意大利普利亚大区等地蔓延。
意大利农业研究和经济委员会的植物病理学家瓦莱里娅·斯卡拉说:“我们有义务销毁快速劳尔氏菌阳性植物,但普利亚大区的人们不想销毁它们。” 她说,作为科学家,“我们必须生活在两个世界之间。” 因此,斯卡拉和她的同事们正在寻找在不杀死每一棵受感染树木的情况下对抗快速劳尔氏菌的方法。他们使用一种机器学习算法来筛选树木的代谢数据,正在了解哪些树木比其他树木更容易生病,以及如何选择树木进行治疗而不是砍伐它们。这项工作在《植物科学前沿》中详细介绍。
快速劳尔氏菌制造称为脂质的复杂脂肪酸,用作关键信号分子,而树木也会制造自己的脂质以应对感染。研究人员从66棵树木上采集了树枝样本,并使用他们的算法比较了脂质谱以及感染状态、树木品种以及每棵树木是否用Dentamet(一种可以缓解快速劳尔氏菌症状但不能治愈的金属混合物)处理过。
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该团队发现,一种特定的脂质类型在受感染的植物中以更高的浓度出现。与一种以耐寒性著称的广泛品种相比,原产于受灾严重的普利亚大区的一种橄榄品种在感染时表现出更高的这种脂质水平。对于这两种树木类型,Dentamet都使受感染个体的脂质水平保持在较低水平。
该研究的共同作者、罗马 Sapienza 大学的分子植物病理学家马西莫·雷韦贝里说,这两种树木品种的行为有点像免疫系统较强或较弱的人对抗流感。“我们的假设是,在某些方面它是‘个人的’,”他说。进一步开发该算法可能有助于研究人员通过测量脂质浓度来诊断感染的严重程度。较轻的感染可以使用 Dentamet 进行管理,只有最坏的情况才需要被剔除。斯卡拉补充说,了解树木对快速劳尔氏菌感染的反应也将指导寻找其他治疗方法,并识别更具抗性的树木品种。
萨伦托大学化学家弗朗切斯科·保罗·法尼齐没有参与这项新研究,他说它代表了“一种有希望的方法,可以缓解普利亚南部痛苦的经济状况”。“我们必须与细菌共存,”他补充道。