“性悖论”指的是为什么有性繁殖模式比无性繁殖模式在生物中更常见的困惑。
有性生殖需要至少两个配偶，使个体面临更高的疾病风险，并且需要更多的能量。相比之下，无性繁殖弥补了所有这些缺点，因为它只需要一个亲本，同时允许后代的快速繁殖。现在，一项关于一种致病真菌的新研究结果支持了这个“悖论”，这种真菌会感染各种栽培谷物，如水稻、小麦、大麦和小米。
稻瘟病菌(pyricaria (Magnaporthe) oryzae)是一种致病性丝状真菌，它引起稻瘟病，给全球水稻生产造成了严重破坏，稻瘟病也为它赢得了“稻瘟病菌”的绰号。感染周期从无性繁殖开始，称为分生孢子的无性孢子附着在水稻叶片表面。
这就产生了一种被称为附着胞的感染特异性结构，它开始渗透到叶子的最外层细胞层，导致叶子表面出现可见的损伤。当条件有利时，被称为分生孢子的特殊结构出现并产生更多的分生孢子，这些分生孢子通过风或大气液滴传播到更多的水稻植株上。
虽然这种无性繁殖模式是P. oryzae生命周期的主要驱动力，但科学家已经在实验室环境中证明了这种真菌的成功有性繁殖。这种真菌似乎有相当于生物学上的雄性和生物学上的雌性的菌株。然而，从田间采集的大多数标本显示雌性生殖力丧失。导致P. oryzae有性生殖丧失的潜在基因和机制仍然是一个谜。
来自东京科学大学、国家农业和食品研究组织和日本东京农业技术大学的研究人员最近发现了稻瘟病菌有性繁殖丧失的有利证据。
该研究小组由来自东京理科大学应用生物科学系的镰仓隆教授和初级副教授荒井孝之领导。他们的研究发表在《科学》杂志上。
关于这项研究的前提，镰仓教授解释说:“许多真菌物种已经放弃了有性繁殖，这与性的进化优势不一致，助长了性的悖论。未来，这项研究还将有助于培育有用的工业菌株，或者通过解释真菌如何获得多样性来了解病原体如何对突变做出反应。”
研究人员通过多次基因实验来确定哪些基因与女性不育有关。从田间分离的稻瘟病菌亲本菌株进行育种，产生雌性不育和雌性可育的稻瘟病菌后代。
进一步的遗传分析表明，导致Pro1蛋白功能失调的突变(参与丝状真菌中交配相关基因的表达)导致稻瘟病菌的雌性不育。
Arazoe博士补充说:“令我们惊讶的是，功能失调的Pro1增加了分生孢子的释放，但并未影响米霉菌的致病性。我们还在小麦感染分离株中发现了Pro1突变，这可能会在全球范围内传播(大流行)——这一发现表明，小麦瘟病菌也发生了类似的进化(有性繁殖的丧失)。”在这些结果的基础上，该研究小组已经率先鉴定和描述了导致真菌物种中雌性不育的其他基因。
Kamakura教授解释了这项工作的更广泛意义，他总结道:“我们已经提供了第一个证据，证明女性生育能力的丧失可能是这种植物病原体的适应性优势。无性分生孢子的释放有利于在野外传播。这项工作也为研究多样性(适应性的另一个重要方面)如何在无性繁殖者中获得打开了大门。”
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希望本篇文章《研究发现Pro1蛋白缺陷助长稻瘟病菌的繁殖》能对你有所帮助！
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