2018-11-30 11:44:33
近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所戴小楓研究員領(lǐng)銜的加工有害生物創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在黃萎病病原菌-大麗輪枝菌致病機(jī)理研究方面取得突破性新進(jìn)展。該研究首次發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌Fungal_trans轉(zhuǎn)錄因子VdFTF1調(diào)控植物細(xì)胞壁降解酶基因表達(dá)參與侵染寄主的致病機(jī)制。相關(guān)研究成果于5月18日在線發(fā)表于植物病理學(xué)著名學(xué)術(shù)期刊《分子植物病理學(xué)(Molecular Plant Pathology)》上。
轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控在病原侵染寄主過(guò)程中具有至關(guān)重要的作用，一直是植物病理學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。含有Fungal_trans結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子是真菌特有的基因超家族，分為含鋅指結(jié)構(gòu)域（Zn2Cys6）的鋅簇蛋白亞家族和不含鋅指結(jié)構(gòu)域的Fungal_trans轉(zhuǎn)錄因子亞家族。到目前為止，已經(jīng)鑒定出多個(gè)參與病原致病性調(diào)控的鋅簇蛋白，但缺失鋅指結(jié)構(gòu)域的Fungal_trans轉(zhuǎn)錄因子是否調(diào)控病原侵染寄主的致病過(guò)程仍不清楚，極大制約了人們對(duì)轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控病原致病性機(jī)制的認(rèn)知。
研究團(tuán)隊(duì)利用T-DNA插入突變技術(shù)構(gòu)建近2萬(wàn)份T-DNA插入突變體，通過(guò)致病性相關(guān)突變體高通量篩選出60多個(gè)致病相關(guān)突變體并定位了候選致病相關(guān)基因。發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)突變體因編碼缺失鋅指結(jié)構(gòu)域的Fungal_trans轉(zhuǎn)錄因子（VdFTF1）受到T-DNA破壞而無(wú)法侵染棉花，致病力嚴(yán)重缺陷。VdFTF1基因敲除、功能回補(bǔ)等遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)該基因是大麗輪枝菌侵染寄主植物的關(guān)鍵功能基因，但不參與生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控；亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)證明VdFTF1編碼產(chǎn)物定位于細(xì)胞核，具有轉(zhuǎn)錄因子特性；VdFTF1基因缺失突變體和野生型菌株轉(zhuǎn)錄組分析表明，VdFTF1全局調(diào)控了致病相關(guān)基因表達(dá)來(lái)參與侵染寄主的致病過(guò)程，尤其是植物細(xì)胞壁降解酶類基因。通過(guò)大麗輪枝菌侵染過(guò)程跟蹤檢測(cè)，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步確定了VdFTF1調(diào)控植物細(xì)胞壁降解作用的基因網(wǎng)絡(luò)，并證實(shí)部分靶標(biāo)基因與大麗輪枝菌致病性顯著關(guān)聯(lián)。該研究首次發(fā)現(xiàn)了大麗輪枝菌不含鋅指結(jié)構(gòu)域的Fungal_trans類轉(zhuǎn)錄因子具有致病性調(diào)控功能，揭示了其調(diào)控植物細(xì)胞壁降解酶基因表達(dá)參與病原侵染寄主的致病新機(jī)制。
該研究得到了中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、國(guó)家自然科學(xué)基金、公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)的資助。相關(guān)論文以加工所為第一完成單位，碩士研究生張文琦和博士研究生桂月晶為文章共同第一作者，戴小楓研究員和陳捷胤副研究員為共同通訊作者。（杜坷）
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