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葡萄藤:显微摄影揭示破坏葡萄植物细胞壁的细菌

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学院站 - 就像一个侦察队调查犯罪活动,使用摄影技术的研究人员已经发现至少有一个罪魁祸首的行为。

在这种情况下,电子显微镜被用来观察酿酒葡萄植物致命的细菌分解细胞壁 - 一个以前没有见过的图像。这项研究将发表在植物学。德克萨斯州农业生命研究所植物生理学家B. Greg Cobb博士说:“基本上,我们一直对确定细菌如何移动感兴趣。 “他们是如何从植物的一部分到另一部分的?”

Cobb指出,皮尔斯病引起的葡萄酒酿酒厂的死亡对德克萨斯州到加利福尼亚州的酿酒厂造成了严重的威胁,没有人能够阻止或逆转被称为玻璃翅的神枪手的昆虫注入葡萄藤的细菌的影响。

引起皮尔斯氏病的细菌Xylella fastidiosa,在一段时间内植入植物使其衰弱死亡。科布说:“这可能是几年或更快的事情,但是植物在死亡之前往往会停止生产,所以种植者会把他们从葡萄园里拿出来。

科布和他的研究小组在皮尔斯病的“火柴杆”效应中进行了调整。患病的植物会落下叶子,但叶柄 - 或将叶子与藤蔓连接起来的茎 - 仍然保留着,像一根火柴。 Cobb解释说,无论最初的昆虫注射发生在什么地方,都会发生这种情况。

“我们一直在研究这个领域,因为我们认为这是皮尔斯病的一个非常重要的指标,但它也表明有什么事情正在发生。”他解释说。

植物的木质部就像一根管子,里面有一个弹簧,把营养水输送到植物的各个部位。引起皮尔斯氏病的细菌Xylella fastidiosa通过这种方式在植物中移动。科布说:“发生的事情是,细菌实际上能够降解并穿过木质部分之间细胞壁的这些非常薄的部分。 “你实际上可以看到它们是在相邻细胞壁之间的边界的”细胞膜“中。”

研究人员将电子显微镜的焦点集中在第10万分之一毫米处。膜通常阻挡较大的颗粒通过位于木质部中的坑,但是高水平照片显示细菌破坏膜以穿过植物。科布说,研究审查了西拉和赤霞珠的植物,因为他们已经知道受皮尔斯病的影响。在田间,他们选择了仍然存活的叶子,但有一些“灼热”或水分胁迫,表明这种疾病是存在的。

“然后,我们在坑膜上分离了很小的一部分,然后在茎或叶柄下面,看着那里的木质部,”科布说。 “基本上可以看到细胞膜的破裂还没有出现过。”

他补充说,水分胁迫会导致皮尔斯病病毒感染植物的死亡,但这可能不是唯一的因素。

有了这些信息和照片来说明这个过程,Cobb的研究小组继续研究这种疾病,希望弄清楚可以做些什么来帮助受感染的植物延长寿命。

为期两年的研究工作得到了美国农业部 - 动植物卫生检验局的支持。



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