圖片來源：Julius Kuhn-Institut

200多年來，白粉霉（Powdery mildew或oïdium）一直是葡萄種植農(nóng)非常頭疼的問題。白粉霉是一種真菌，會讓葡萄的葉子上出現(xiàn)白粉色的斑點(diǎn)，影響葉子的光合作用，導(dǎo)致葡萄藤生長不佳和葡萄果粒不能正常成熟。為了預(yù)防白粉霉病，種植農(nóng)需要給葡萄噴灑殺蟲劑或者硫酸銅溶液。

現(xiàn)在，密蘇里大學(xué)（University of Missouri）的科學(xué)家已經(jīng)把赤霞珠（Cabernet Sauvignon）葡萄中的一種基因隔離開來，這種基因會使得赤霞珠容易感染白粉霉。把這種特別的基因隔離之后，就可以提高赤霞珠抵抗白粉霉的能力，從而減少葡萄園的化學(xué)殺蟲劑的使用量?？茖W(xué)家們在進(jìn)行這一項(xiàng)研究時，有一個神秘的“助手”：青蛙卵。

　　赤霞珠和很多釀酒葡萄（Vitis vinifera）一樣，都容易受到白粉霉的感染，尤其是在潮濕的環(huán)境中。不過，也有一些美國本土葡萄品種，比如諾頓（Norton）葡萄，就對白粉霉具有免疫能力，不易受到這種真菌的感染。那么，為什么有那么多釀酒葡萄品種都對白粉霉沒有抵抗能力呢？密蘇里大學(xué)植物科學(xué)分部的教授華特·加斯曼（Walter Gassmann）是本次研究的負(fù)責(zé)人，他懷疑，一種叫做“NPF”（nitrate and peptide transporter family，即硝酸鹽和縮氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體基因）的基因可能會影響葡萄的白粉霉抵抗能力。

　　加斯曼教授說，“硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體是一種可以可以讓硝酸鹽分子通過的膜。”硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體就像是細(xì)胞的一道門，只允許硝酸鹽分子通過。植物內(nèi)部產(chǎn)生的硝酸鹽越多，它就可以支持越多的感染性病原體，比如白粉霉。

那么，在研究中，青蛙卵到底有什么作用呢？要單獨(dú)觀察一株葡萄藤的一種蛋白是非常困難的，因?yàn)檫@些蛋白總是與很多物質(zhì)混合在一起。這個時候，卵母細(xì)胞，即未受精的青蛙卵，正好可以派上用場，作為基因培養(yǎng)皿來使用。。

　　加斯曼教授把包含硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白的DNA鏈注射到未受精的青蛙卵中。他解釋，“青蛙的卵母細(xì)胞可以提供我們所需要的蛋白質(zhì)來進(jìn)行研究。”卵母細(xì)胞可以給研究者提供一個清晰的平臺來研究硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白，不用擔(dān)心會受到葡萄藤其他物質(zhì)的影響。通過觀察硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白在青蛙卵中的表現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)就可以理解它在葡萄藤中的表現(xiàn)。

　　研究結(jié)果顯示，帶有葡萄藤硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白基因的青蛙卵可以吸收更多的硝酸鹽；對硝酸鹽具有明顯的特異性。而由于赤霞珠包含硝酸鹽和縮氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體基因，白粉霉就可以感染它的細(xì)胞，讓它為自己提供營養(yǎng)物質(zhì)。

　　加斯曼教授認(rèn)為，他們的研究可以給如何預(yù)防白粉霉提供清晰的思路。“通過繁殖或者基因重組，我們將可以獲得抗病能力更佳的葡萄品種。”在這種情況下，要改變釀酒葡萄品種的基因，就跟把一種單獨(dú)的基因注入到葡萄中一樣簡單，而葡萄的質(zhì)量可以保持不變。白粉霉遺傳抗性的優(yōu)勢是顯而易見的：葡萄園里可以使用更少的殺蟲劑/硫酸銅溶液。