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南农教授课题组揭示稻瘟病菌控制致病力新机制

2019-07-23 17:33图文来源:南报网

“水稻癌症”罪魁祸首如何“上位”?

南农教授课题组揭示稻瘟病菌控制致病力新机制

南农1

南农供图

南报网讯(通讯员 陈洁 记者 谈洁 实习生 薛星怡)稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻上的毁灭性病害,有“水稻癌症”之称。稻瘟病菌入侵水稻时,水稻有自己的“防线”和“友军”,共同抵御稻瘟病菌的侵袭;同时,稻瘟病自身在遇到水稻的抵御时,也会发生稻瘟病菌的“内讧”和“叛乱”。 南京农业大学教授张正光课题组揭示了稻瘟菌如何镇压内部的“叛乱”的过程,近日该研究成果在权威期刊《细胞自噬》发表。

稻瘟病不仅发生于世界各地,而且有可能发病于水稻的各生育期,近年来每年给我国造成30亿公斤以上的粮食损失,甚至威胁着全球粮食安全。

稻瘟病菌入侵水稻时面临多种来自外界环境和寄主的胁迫和“抵抗”,细胞壁作为病菌与外界环境接触的第一道屏障,其完整性对于病菌的内环境稳态具有至关重要的作用。侵入后在水稻细胞中的侵染菌丝扩展时,病菌的细胞壁重塑也会产生细胞壁胁迫,这时候,稻瘟病菌的“内讧”开始产生了。因此,怎么样“镇压”内部“叛军”,保持细胞壁完整性,对于病菌保持自己的“战斗力”,应答外界胁迫成功完成侵染就显得尤为重要。

已有的研究表明,细胞自噬是稻瘟病菌功能性附着胞形成和致病力必需的,是稻瘟病菌战斗力的重要保证。但细胞壁完整性途径和细胞自噬之间的关系至今尚不清楚。

最近,南农大植保学院张正光课题组发现稻瘟病菌侵染水稻时,能够激活细胞自噬与细胞壁完整性途径,通过这两者的“通力合作”保障病菌的侵染。也就是说,当病菌发起对水稻的“战争”时,病菌自身需要集结更多“兵力”,合成更多的蛋白,这些蛋白中会有错误折叠或未折叠的“捣乱分子”,形成内部的“叛乱”压力。这时候,稻瘟病菌就会派遣自己的特别行动队—细胞自噬核心蛋白MoAtg1,来磷酸化MoMkk1(细胞壁完整性途径中的一个激酶),从而增强细胞壁完整性途径,以增强病菌的致病力。

该研究成果发表在细胞生物学领域的权威期刊《细胞自噬》上。南农植保学院博士生尹梓屹为第一作者,张正光教授为通讯作者。

该课题组近年来在国家与省部级项目的资助下,致力于稻瘟病菌致病机制与控制研究,在稻瘟病菌识别水稻并形成其侵染必需的附着胞、监控与抑制水稻免疫反应等方面取得了一系列进展。

作者:谈洁 实习生 薛星怡责任编辑:刘阳
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