中國網(wǎng)新聞3月28日訊 記者近日從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所獲悉，該所加工有害生物創(chuàng)新團隊首次發(fā)現(xiàn)黃萎病病原菌─大麗輪枝菌通過調(diào)控毒性次級代謝產(chǎn)物合成影響病原致病性的新機制。相關(guān)研究成果于2016年6月22日在《科學(xué)報道(Scientific?Reports)》上在線發(fā)表。

磺胺醋酰是一種廣譜抑菌劑，與對氨基苯甲酸（PABA）結(jié)構(gòu)相似，二者能夠競爭抑制二氫葉酸合成酶功能，阻礙二氫葉酸的合成，以及下游四氫葉酸的代謝活動，使嘌呤、嘧啶核苷及脫氧核糖核酸合成輔助因子減少，從而抑制細(xì)菌的生成和繁殖。但是，病原真菌通過分泌該類化合物參與侵染寄主植物的機制尚未見報道。

加工所加工有害生物創(chuàng)新團隊通過大麗輪枝菌T-DNA突變體庫篩選獲得一個致病力顯著下降的突變株，基因定位發(fā)現(xiàn)該突變體因T-DNA插入破壞細(xì)胞色素氧化酶基因VdCYP1引起對寄主棉花的致病力下降。應(yīng)用基因敲除、功能回補等遺傳學(xué)實驗證明了VdCYP1是參與大麗輪枝菌侵染寄主植物的關(guān)鍵基因。基因缺失突變體較野生型菌株代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，VdCYP1參與了次級代謝物磺胺醋酰的合成，磺胺醋酰通過競爭性結(jié)合寄主棉花中的二氫葉酸合成酶，從而抑制二氫葉酸合成酶功能，導(dǎo)致二氫葉酸合成受阻，進而影響下游四氫葉酸的合成。四氫葉酸是植物正常生理代謝的必須分子化合物之一，因此該化合物合成受阻導(dǎo)致寄主棉花的壞死。該研究成果揭示了大麗輪枝菌利用毒性代謝產(chǎn)物參與侵染寄主的致病新機制，也為黃萎病防控靶點和技術(shù)研發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。

據(jù)悉，加工所加工有害生物創(chuàng)新團隊利用T-DNA插入突變技術(shù)構(gòu)建近2萬份的T-DNA插入突變體，并建立了致病性相關(guān)突變體快速篩選方法，由此鑒定出60多個致病相關(guān)突變體，定位出一批致病相關(guān)基因，有望通過相關(guān)系列研究揭示大麗輪枝菌復(fù)雜的致病機理。

研究得到了中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、國家自然科學(xué)基金、973計劃的資助。團隊研究骨干張丹丹、陳捷胤和碩士研究生王新艷為文章的共同第一作者，戴小楓研究員為文章通訊作者。