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(jì)損失，病原菌還會(huì)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(zhǎng)期大量用藥，病原菌對(duì)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(jī)制將有助于尋找新的殺菌劑靶標(biāo)，對(duì)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(tuán)隊(duì)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(jī)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(bào)道了CHY型鋅指蛋白FgChy1在禾谷鐮孢菌生長(zhǎng)發(fā)育和致病過(guò)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(zhǎng)的分子機(jī)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(duì)靶向微管藥劑更加敏感。研究發(fā)現(xiàn)FgChy1通過(guò)調(diào)控微管組裝來(lái)控制菌絲生長(zhǎng)方向（極性生長(zhǎng)），該極性調(diào)控在病原菌侵染結(jié)構(gòu)的形成和侵入過(guò)程中起到重要作用。進(jìn)一步研究表明FgCHY1通過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)和致病過(guò)程中的調(diào)控機(jī)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(bào)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(lài)于Crz1通路的響應(yīng)因子參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。初步揭示了禾谷鐮孢菌鈣調(diào)磷酸酶信號(hào)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(yùn)不同，F(xiàn)g01350的定位不依賴(lài)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(lài)和非依賴(lài)兩種類(lèi)型，而且兩種途徑轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控禾谷鐮孢菌生長(zhǎng)發(fā)育及侵染致病過(guò)程中具有協(xié)同作用。
江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)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
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