科研進展丨研究揭示M35家族金屬蛋白酶調控大麗輪枝菌毒力的作用機制

中國農業科學院 發佈 2022-12-02T07:00:05.124682+00:00

近日,中國農業科學院棉花研究所棉花病害防控與風險評估創新團隊研究發現了兩個大麗輪枝菌M35家族金屬蛋白酶VdM35-1和VdASPF2,並揭示了其通過調控大麗輪枝菌產孢、菌絲生長、孢子形態及碳源利用等,調節大麗輪枝菌的適應性和毒力,為進一步闡明大麗輪枝菌的致病機理提供了理論基礎。

近日,中國農業科學院棉花研究所棉花病害防控與風險評估創新團隊研究發現了兩個大麗輪枝菌M35家族金屬蛋白酶VdM35-1和VdASPF2,並揭示了其通過調控大麗輪枝菌產孢、菌絲生長、孢子形態及碳源利用等,調節大麗輪枝菌的適應性和毒力,為進一步闡明大麗輪枝菌的致病機理提供了理論基礎。相關研究結果發表在《微生物學波普(Microbiology Spectrum)》上。

大麗輪枝菌是一種土傳病原真菌,其本身所形成的的微菌核可在土壤中長期存活,由大麗輪枝菌引起的棉花黃萎病是棉花生產中最重要的病害,嚴重威脅我國棉花產業的可持續發展。金屬蛋白酶被認為是真菌病原體中的重要毒力因子,廣泛分布於大麗輪枝菌、尖孢鐮刀菌和其他絲狀真菌中。M35家族金屬蛋白酶屬於病原體分泌的鋅離子依賴性蛋白酶,目前M35家族金屬蛋白酶在大麗輪枝菌中的功能尚不清楚。

該研究從大麗輪枝菌分泌蛋白中鑑定到兩個M35家族金屬蛋白酶VdM35-1和VdASPF2,並發現二者定位於細胞膜內,可誘導細胞壞死並激發植物免疫反應。金屬蛋白酶VdM35-1在誘導細胞死亡的過程中依賴於膜受體蛋白NbBAK1和NbSOBIR1,而金屬蛋白酶VdASPF2則不依賴。這兩個金屬蛋白酶的編碼基因VdM35-1基因和VdASPF2基因的缺失將導致病原菌產孢量減少、菌絲分支生長緩慢、孢子畸形及碳源利用率降低,進而致使大麗輪枝菌致病性顯著降低。研究結果為進一步揭示病原菌致病的分子機制奠定了理論基礎,為防控棉花黃萎病提供了新思路。

該研究得到國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程和三亞崖州灣科技城「崖州灣」精英人才科技專項等資助。



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