Nature Microbiology | 西北農林科技大學許金榮團隊發現證明禾穀鐮刀菌中用於侵染的GPCRs亞家族

2021-02-15 頂尖植物科學研究

禾穀鐮刀菌是引起小麥和大麥頭疫病的病原，也是產生脫氧雪腐酚(DON)等真菌毒素的生產者。子囊孢子是主要侵染花組織的主要菌種，小麥花葯中的某些化合物可刺激其毒力。在實驗室條件下，禾本科真菌還侵染雙子葉植物擬南芥的花組織。然而，其潛在機制尚不清楚，該病原菌所識別的花組織中的特定化合物仍有待鑑定。

在禾本科真菌中，ppmk 1 MAP激酶(MAPK)突變體在植物侵染、DON產生和有性繁殖等方面存在缺陷。cAMP-PKA通路和另外兩種MAPK(Mgv 1和FgHog1)對真菌毒素的產生、子囊孢子的形成和發病起著重要的調節作用，但它們在菌絲融合、菌落生長和對高滲應激的反應中起著重要的作用。雖然它們的功能關係尚不清楚，但這些高度保守的cAMP信號和MAPK通路在發病和發育中的重要性表明，它們協同參與了對禾本科植物和環境信號的響應。

105個GPCR基因和突變體在植物侵染中的表達譜

異三聚體G蛋白和G蛋白偶聯受體(GPCRs)在真菌中具有良好的保守性，可激活MAPK下遊通路和cAMP-PKA通路。在禾穀鐮刀菌中，GPA2Gα基因在全毒力和DON生物合成中起著重要的作用。與數百種GPCR的動物不同，出芽酵母只有3種，而尼氏孢子蟲有43種GPCR基因。在植物病原真菌中，雖然gPCR基因可能參與真菌與植物的相互作用，但它們的特性並不好。

到目前為止，已知唯一對植物侵染很重要的GPCR是Pth 11，它參與了稻瘟病菌的附著胞形態發生。Pth 11具有保守的真菌特異性細胞外膜跨越(CFEM)結構域(PF 05730)，對真菌GPCRS 具有特異性。禾本科植物有100多個預測的GPCR基因，但只有2個信息素受體被鑑定。在本研究中，我們對所有105個GPCRs基因進行了功能表徵，並確定了一個擴展的與感染相關的GPCRs亞家族。

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