我刊編委馬忠華教授團(tuán)隊(duì)在《自然?通訊》上發(fā)表論文揭示病原真菌中麥角甾醇合成調(diào)控的新機(jī)制

近日，我刊編委、浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院馬忠華教授團(tuán)隊(duì)在《自然?通訊》上發(fā)表題為“A phosphorylated transcription factor regulates sterol biosynthesis in Fusarium graminearum”的研究論文（https://www.nature.com/articles/s41467-019-09145-6），揭示了小麥赤霉病菌中一個新的轉(zhuǎn)錄因子被HOG信號途徑磷酸化修飾后，招募染色質(zhì)重塑復(fù)合體調(diào)控麥角甾醇合成的新機(jī)制，該結(jié)果為真核生物甾醇合成調(diào)控研究提供了新視角。

麥角甾醇是真菌中特有的一類甾醇，如果麥角甾醇合成受阻，膜的結(jié)構(gòu)和功能就會受到嚴(yán)重?fù)p害，最后導(dǎo)致菌體細(xì)胞死亡。因此，針對麥角甾醇的生物合成途徑，人們已經(jīng)成功研發(fā)了數(shù)十種麥角甾醇合成抑制劑（SBI），廣泛應(yīng)用于防治人類和植物的真菌病害。

禾谷鐮刀菌是引起小麥赤霉病的重要病原真菌。近年來，受氣候變化、大面積小麥-玉米輪作和秸稈還田等因素的影響，赤霉病在我國呈加重發(fā)生態(tài)勢，嚴(yán)重影響了小麥的穩(wěn)產(chǎn)豐收。此外，該病菌產(chǎn)生的多種有毒性的真菌毒素，對人畜健康構(gòu)成威脅，每年造成上百億元的經(jīng)濟(jì)損失。生產(chǎn)上由于缺乏高抗赤霉病的作物品種，當(dāng)前在小麥齊穗至揚(yáng)花初期噴施殺菌劑仍是防控赤霉病的重要措施。戊唑醇和丙硫菌唑等SBI藥劑對赤霉病有良好的防治效果，但在藥劑選擇壓力下，該病菌容易對SBI藥劑產(chǎn)生耐藥性，進(jìn)而影響藥劑的防治效果。馬忠華教授團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，SBI藥劑能夠誘導(dǎo)藥靶基因（FgCYP51s）高水平表達(dá)，進(jìn)而引起病菌的耐藥性。進(jìn)一步解析藥靶基因高表達(dá)的分子機(jī)制發(fā)現(xiàn)，SBI藥劑能夠激活病菌體內(nèi)高滲透甘油（HOG）激酶信號途徑，在該途徑上被激活的Hog1激酶進(jìn)入細(xì)胞核，進(jìn)而磷酸化轉(zhuǎn)錄因子FgSR，然后，磷酸化的FgSR將染色質(zhì)重塑復(fù)合體SWI/SNF招募至藥靶基因（FgCYP51s）的啟動子區(qū)，對染色體進(jìn)行重塑，引起藥靶基因高水平轉(zhuǎn)錄。有趣的是，該類轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子僅僅存在于糞殼菌綱（Sordariomycetes）和錘舌菌綱（Leotiomycetes）的真菌中，表明該轉(zhuǎn)錄因子SR有望成為治理真菌耐藥性的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

本研究得到國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目資助。

——《浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版）》編輯部