加工所发现大丽轮枝菌毒性次级代谢物参与侵染寄主的致病新机制

近日，中国农业科学院农产品加工研究所加工有害生物创新团队首次发现黄萎病病原菌─大丽轮枝菌通过调控毒性次级代谢产物合成影响病原致病性的新机制。相关研究成果于2016年6月22日在《科学报道(Scientific Reports)》上在线发表。

磺胺醋酰是一种广谱抑菌剂，与对氨基苯甲酸（PABA）结构相似，二者能够竞争抑制二氢叶酸合成酶功能，阻碍二氢叶酸的合成，以及下游四氢叶酸的代谢活动，使嘌呤、嘧啶核苷及脱氧核糖核酸合成辅助因子减少，从而抑制细菌的生成和繁殖。但是，病原真菌通过分泌该类化合物参与侵染寄主植物的机制尚未见报道。

加工所加工有害生物创新团队通过大丽轮枝菌T-DNA突变体库筛选获得一个致病力显著下降的突变株，基因定位发现该突变体因T-DNA插入破坏细胞色素氧化酶基因VdCYP1引起对寄主棉花的致病力下降。应用基因敲除、功能回补等遗传学实验证明了VdCYP1是参与大丽轮枝菌侵染寄主植物的关键基因。基因缺失突变体较野生型菌株代谢组学分析发现，VdCYP1参与了次级代谢物磺胺醋酰的合成，磺胺醋酰通过竞争性结合寄主棉花中的二氢叶酸合成酶，从而抑制二氢叶酸合成酶功能，导致二氢叶酸合成受阻，进而影响下游四氢叶酸的合成。四氢叶酸是植物正常生理代谢的必须分子化合物之一，因此该化合物合成受阻导致寄主棉花的坏死。该研究成果揭示了大丽轮枝菌利用毒性代谢产物参与侵染寄主的致病新机制，也为黄萎病防控靶点和技术研发提供了理论基础。

据悉，加工所加工有害生物创新团队利用T-DNA插入突变技术构建近2万份的T-DNA插入突变体，并建立了致病性相关突变体快速筛选方法，由此鉴定出60多个致病相关突变体，定位出一批致病相关基因，有望通过相关系列研究揭示大丽轮枝菌复杂的致病机理。

研究得到了中国农科院科技创新工程、国家自然科学基金、973计划的资助。团队研究骨干张丹丹、陈捷胤和硕士研究生王新艳为文章的共同第一作者，戴小枫研究员为文章通讯作者。

原文链接：

http://www.nature.com/articles/srep27979