禾谷鐮孢菌引起的小麥赤霉病是小麥上的重大病害，除了造成嚴(yán)重的產(chǎn)量和經(jīng)濟損失，病原菌還會產(chǎn)生真菌毒素污染糧食，給人畜健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前小麥赤霉病防治主要依靠化學(xué)防治，由于長期大量用藥，病原菌對常用殺菌劑如多菌靈等已經(jīng)產(chǎn)生抗藥性。深入研究和了解病原菌致病相關(guān)蛋白的功能及其調(diào)控機制將有助于尋找新的殺菌劑靶標(biāo)，對小麥赤霉病等的防控具有重要意義。近期，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所旱作病害研究室小麥病害防控研究創(chuàng)新團隊連續(xù)在植物病理學(xué)權(quán)威雜志《Molecular Plant-Microbe Interactions》和《Frontiers in Microbiology》上發(fā)表文章，揭示了小麥赤霉病菌致病相關(guān)的兩種鋅指蛋白的功能及其調(diào)控機制。

 

　　2020年12月28日在《Molecular Plant-Microbe Interactions》上在線發(fā)表的題為“The CHY-type zinc finger protein FgChy1 regulates polarized growth, pathogenicity, and microtubule assembly in Fusarium graminearum”的研究論文，報道了CHY型鋅指蛋白FgChy1在禾谷鐮孢菌生長發(fā)育和致病過程中的重要功能，以及其調(diào)控Beta微管蛋白組裝、菌絲極性生長的分子機制。

 

　　該研究發(fā)現(xiàn)CHY型鋅指蛋白FgChy1調(diào)控微管的組裝，敲除突變體對靶向微管藥劑更加敏感。研究發(fā)現(xiàn)FgChy1通過調(diào)控微管組裝來控制菌絲生長方向（極性生長），該極性調(diào)控在病原菌侵染結(jié)構(gòu)的形成和侵入過程中起到重要作用。進一步研究表明FgCHY1通過調(diào)控微管的組裝影響極體復(fù)合物蛋白FgSpa2-GFP在菌絲頂端的定位，從而指導(dǎo)菌絲的生長方向。該研究明確了新型鋅指蛋白FgChy1的分子功能，并揭示其作為微管調(diào)控蛋白在禾谷鐮孢菌極性生長和致病過程中的調(diào)控機制。

 

　　2020年11月26日在《Frontiers in Microbiology》上發(fā)表的題為“Functional characterization of calcineurin-responsive transcription factors Fg01341 and Fg01350 in Fusarium graminearum”的研究論文，報道了轉(zhuǎn)錄因子Fg01341作為禾谷鐮孢菌中Calcineurin-responsive zinc finger （Crz1）同系物的可能性，并提出Fg01350可作為不依賴于Crz1通路的響應(yīng)因子參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。初步揭示了禾谷鐮孢菌鈣調(diào)磷酸酶信號途徑的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的功能。

 

　　該研究發(fā)現(xiàn)禾谷鐮孢菌中轉(zhuǎn)錄因子Fg01341和Fg01350分別與鈣調(diào)磷酸酶催化亞基（CNA）存在互作關(guān)系，雙敲除突變體相比較于單基因缺失突變體存在更為嚴(yán)重的表型缺陷，但與Fg01341受鈣調(diào)磷酸酶調(diào)控可發(fā)生細(xì)胞質(zhì)到細(xì)胞核的轉(zhuǎn)運不同，F(xiàn)g01350的定位不依賴于鈣調(diào)磷酸酶的催化。研究表明鈣調(diào)磷酸酶下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控途徑具有Crz1依賴和非依賴兩種類型，而且兩種途徑轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控禾谷鐮孢菌生長發(fā)育及侵染致病過程中具有協(xié)同作用。

 

　　江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所為論文的第一完成單位，陳懷谷研究員為通訊作者，助理研究員曹淑琳博士和助理研究員張向向（現(xiàn)在江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所工作）分別為兩篇論文的第一作者。研究得到了國家重點研發(fā)計劃、江蘇省重點研發(fā)計劃和國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項基金的資助。

 

　　MPMI原文鏈接：https://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/MPMI-07-20-0206-R

 

　　Front Microbiol原文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.597998/full