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近日，中國農(nóng)業(yè)科學院農(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)新團隊在黃萎病病原菌-大麗輪枝菌致病機理研究方面取得突破性新進展。該研究首次發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌Fungal_trans轉(zhuǎn)錄因子VdFTF1調(diào)控植物細胞壁降解酶基因表達參與侵染寄主的致病機制。相關(guān)研究成果于5月18日在線發(fā)表于植物病理學著名學術(shù)期刊《分子植物病理學(Molecular Plant Pathology)》上。

轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的基因表達調(diào)控在病原侵染寄主過程中具有至關(guān)重要的作用，一直是植物病理學研究的熱點問題。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程仍不清楚，極大制約了人們對轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控病原致病性機制的認知。

研究團隊利用T-DNA插入突變技術(shù)構(gòu)建近2萬份T-DNA插入突變體，通過致病性相關(guān)突變體高通量篩選出60多個致病相關(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破壞而無法侵染棉花，致病力嚴重缺陷。VdFTF1基因敲除、功能回補等遺傳學實驗證實該基因是大麗輪枝菌侵染寄主植物的關(guān)鍵功能基因，但不參與生長發(fā)育調(diào)控；亞細胞定位實驗證明VdFTF1編碼產(chǎn)物定位于細胞核，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)基因表達來參與侵染寄主的致病過程，尤其是植物細胞壁降解酶類基因。通過大麗輪枝菌侵染過程跟蹤檢測，研究團隊進一步確定了VdFTF1調(diào)控植物細胞壁降解作用的基因網(wǎng)絡(luò)，并證實部分靶標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)控植物細胞壁降解酶基因表達參與病原侵染寄主的致病新機制。

該研究得到了中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、國家自然科學基金、公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項的資助。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）