日本奈良先端科学技术大学院大学等组成的研究团队宣布，阐明了从其他植物夺取水分和养分的寄生植物不会寄生同种或近缘植物的“亲缘回避”机制。被寄生植物附着的植物（宿主植物）无法按照原本正常生长。研究团队希望以本次研究成果为基础，开发抑制农作物寄生的技术，从而减轻农业损失。
寄生植物具有亲缘回避的现象早已为人所知，但其机制此前一直是个谜。由奈良先端科学技术大学院大学的吉田聪子教授、峠隆之教授、国立研究开发法人理化学研究所环境资源科学研究中心的白须贤副主任、京都大学生存圈研究所的飞松裕基教授等人组成的研究团队，利用作为模型植物得到深入研究的寄生植物松蒿为对象，对亲缘回避机制进行了研究。
侵入水稻根部（蓝色）的寄生植物松蒿的吸器（紫色）。吸器侵入后会与维管束连通，从寄主水稻获取养分。（供图：吉田聪子）
寄生植物通过名为“吸器”的特殊器官侵入宿主植物的维管束，夺取水分和养分。吸器由宿主植物的根等分泌的吸器诱导因子（HIFs）形成，但通常情况下，由寄生植物自身或近缘寄生植物的HIFs不会诱导吸器形成，从而产生亲缘回避。研究团队调查了对自身HIFs产生反应并形成吸器的突变体松蒿，结果发现将HIFs与糖结合的特殊酶“UGT72B1”被破坏。
寄生植物的UGT72B1比宿主植物的UGT72B1能为更多种类的HIFs进行糖基化，而被糖基化的HIFs会丧失形成吸器的能力。通过这一机制，寄生植物实现了亲缘回避。
松蒿吸器的3D图像。松蒿的导管（红色）在宿主组织内呈缠绕宿主导管（灰色）的结构（供图：吉田聪子）
寄生植物在非洲、欧洲等地每年造成超过10亿美元的农业损失。吉田教授表示：“本次研究成果有助于理解寄生植物在分子水平上区分自身与他者的机制，有望开发出让宿主植物伪装成寄生植物的同伴，从而抑制寄生的新技术。”
相关研究成果已发表在美国科学杂志《Science》的10月23日刊上。
寄生植物回避近缘种的机制概念图（供图：奈良先端科学技术大学院大学等研究团队）
原文：JST Science Portal 编辑部
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Science
论文：Glucosylation of endogenous haustorium-inducing factors underpins kin avoidance in parasitic plants
DOI：10.1126/science.adx8220
