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四川农大陈学伟团队发现“水稻癌症” 稻瘟病的致病新机理 精选
2020-9-22 10:45
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稻瘟病被称为“水稻癌症”,严重威胁水稻产量和品质,鉴定稻瘟病菌致病新机理和发掘防治新靶点,一直是国际植物病理学研究领域的重点与热点。

 

北京时间2020年9月21日晚23时,《自然—微生物学》在线发表了四川农业大学陈学伟团队的最新研究成果,研究人员阐明了超长链脂肪酸介导septin环组装以调控致病的分子机理,还发现阻碍超长链脂肪酸合成能缓解稻瘟病等真菌危害。


该研究揭示了septin介导的真菌侵染结构形成的新机制,为防治动植物真菌病害奠定了基础。


四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室(筹)陈学伟教授为该论文的通讯作者,贺闽副教授、博士研究生宿加和许有嫔、毕业博士研究生陈金华、美国加州大学戴维斯分校Mawsheng Chern为论文共同第一作者。



真菌性病害是影响植物健康和粮食安全的主要因素之一,其中稻瘟病在全球范围内严重危害水稻安全生产。


稻瘟病菌致病机制的解析,对于稻瘟病的防治和水稻抗病育种而言,具有十分重要的意义,是国际植物病理学研究领域的竞争热点。


本世纪以来,国内外科学家发现稻瘟病菌侵染水稻时,侵染器官附着胞中septin组装成环状结构,从而调控入侵过程。


Septin 蛋白广泛参与调节真核生物膜重塑相关的过程,如神经元棘突形态发生、精子发生和T细胞运动等。Septin主要依赖结合脂类磷脂酰肌醇磷酸(PIPs),以锚定至膜上发挥功能。


然而,PIPs的结构特性与septin组装之间的关系仍不清楚,且关于稻瘟病菌septin组装成环的分子调控机理,也有许多未解之谜。


在这项研究中,研究人员发现由Elo1合成的超长链脂肪酸(VLCFAs)对稻瘟病菌septin组装起关键作用。 

 


Elo1调控致病性的机制是,合成VLCFAs为膜上PIPs提供关键脂肪酰基侧链,调节PIPs在附着胞突起形成侵染钉的质膜弯曲部位聚集分布,进而影响PIPs对septin蛋白在该部位的招募以及septin的组装。

 


研究发现,敲除ELO1基因的突变体,或利用试剂靶向抑制VLCFAs合成,均会阻碍septin环形成,从而降低稻瘟病菌致病力。


更重要的是,这类抑制剂具有广谱效用,能有效降低玉米小斑病菌、小麦白粉病菌和蝗虫绿僵菌的致病力。 

 


基于上述结论,研究人员提出了VLCFAs调控稻瘟病菌septin环形成以决定致病的分子机制,并鉴定了超长链脂肪酸作为动植物真菌病害防治靶标的用途。


该研究为深入理解septin介导的病原真菌致病分子机制提供了新视角,并为防治稻瘟病等动植物的真菌病害提供了新靶标。


相关论文信息:

DOI: 10.1038/s41564-020-00790-y


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