西北农林科技大学分子植物病毒学实验室在真菌病毒CHV1抑制禾谷镰刀菌致病增加DON毒素产生方面取得新进展

学术   科学   2024-11-21 08:10   北京  
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原文链接:
   https://doi.org/10.1186/s42483-024-00272-7
禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)是一种重要的植物病原真菌,由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦生产中普遍发生的一种毁灭性真菌病害,会导致小麦产量大幅下降,降低粮食质量。禾谷镰刀菌在侵染过程中为抵御不良条件还会产生大量真菌毒素——DON毒素,DON毒素具有较强的细胞毒性、免疫抑制、胎儿致畸性和弱致癌性,会危害粮食安全。目前小麦赤霉病的预防和控制的主要策略是在小麦开花期使用农药,然而化学农药的过量使用会增加环境污染的风险。减毒真菌病毒不仅作为一种绿色防控因子,在防治真菌病害方面发挥着越来越重要的作用。同时,真菌病毒引起的病原菌致病力衰退现象,为探索病原真菌的致病机理提供了素材,受到研究者的广泛关注。前期研究发现减毒真菌病毒CHV1可以侵染禾谷镰刀菌。
Phytopathology Research近日在线发表了西北农林科技大学植物保护学院题为“Cryphonectria hypovirus 1 infection suppresses the pathogenicity but increases the mycotoxin deoxynivalenol production of Fusarium graminearum的文章。该研究通过人工转染的方式将减毒真菌病毒CHV1引入禾谷镰刀菌Fusarium graminearum中,通过表型观察和致病力分析发现CHV1侵染禾谷镰刀菌会造成菌落生长畸形,分生孢子产量降低,在小麦穗,番茄果实和小麦胚芽鞘上的致病力减退。通过研究CHV1在禾谷镰刀菌中的传播方式,发现CHV1可以通过菌丝融合进行“水平”传播,也可以通过分生孢子和子囊孢子进行“垂直”传播。有趣的是,虽然CHV1会减弱禾谷镰刀菌致病力,却增加了DON毒素的产生,CHV1诱导DON毒素合成相关基因TRI5基因簇的上调表达,诱导产毒小体的产生,同时诱导DON毒素的产生增加了CHV1的病毒积累量,直接外援施加DON毒素对CHV1的复制没有影响。此外,作者还发现CHV1侵染会抑制禾谷镰刀菌脂滴的产生。此项研究为减毒真菌病毒CHV1如何影响禾谷镰刀菌的生理和代谢提供了新的证据。

图 1. CHV1侵染诱导DON毒素产生

西北农林科技大学植物保护学院博士研究生边瑞玲硕士研究生任欢为本文的共同第一作者。西北农林科技大学孙丽英教授为本文的通讯作者;该研究得到国家自然科学基金(31970163)、新疆维吾尔自治区自然科学基金 (2021D01D12)项目的资助。该研究得到了西北农林科技大学江聪博士,上海农业科学院王建华研究员的指导和支持。

Cite this article:

Bian, R., Ren, H., Jiang, M. et al. Cryphonectria hypovirus 1 infection suppresses the pathogenicity but increases the mycotoxin deoxynivalenol production of Fusarium graminearumPhytopathol Res, 2024, 6, 54. https://doi.org/10.1186/s42483-024-00272-7

排版:路路

初审:孙老师

终审:韩老师

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