近日,中国热科院环植所热带果树病害研究团队/国家香蕉(芒果)产业技术体系病害防控岗位联合华中雷竞技ap官网入口
大学综述了香蕉枯萎菌致病相关基因的研究进展。研究结果可进一步加深对香蕉枯萎菌致病分子机制的理解,为挖掘防控香蕉枯萎病的新作用靶标提供理论支撑。
香蕉枯萎病是香蕉上重要病害之一,尤其是热带4号小种(Foc tropical race 4, Foc TR4)对主栽品种“巴西蕉”的产量和品质造成毁灭性危害。然而,由于Foc TR4的侵染循环和致病机制还不是特别清楚,目前尚缺乏特别有效持续的方法防治香蕉枯萎病。通过研究枯萎病菌致病相关基因,可以明确香蕉枯萎菌的侵染循环及其与香蕉的互作机制,为培育抗病香蕉品种和开发高效绿色杀菌剂提供理论支撑。
本文系统综述了香蕉枯萎病菌已鉴定出的致病基因。主要包括:(1)信号识别和转导途径的基因:FocBck1-FocMkk2-FocSlt2组成的MAPKKK-MAPKK-MAPK信号途径,该通路上游的G蛋白Gα Fga2、Gβ Fgb1和下游的MADS-box转录因子FocRlm1以及MAPK蛋白Hog1下游的bZIP转录因子FocAtf1;(2)形成侵染性亚细胞结构的基因:细胞壁糖代谢相关基因(编码GDP-甘露糖异构酶的FocPMI1和FocPMI2、α-1,6-甘露糖转移酶基因FocOCH1、几丁质合成酶Chs1~7),膜磷脂合成相关基因GCS,以及过氧化物酶合成基因PES1~4;(3)侵染相关基因的调节因子:组蛋白乙酰化酶FocGcn5调控大量真菌细胞壁合成基因、植物细胞壁降解酶以及效应蛋白的表达;Sge1(SIX Gene expression 1)广泛调控香蕉枯萎菌的维管束Six分泌蛋白的表达;(4)效应蛋白:半胱氨酸合成酶OASTL、Cerato-platanin蛋白FocCp1、新效应蛋白FocSp9、金属蛋白酶FocM35_1、Cupin结构域包含蛋白FoCupin1、外切聚半乳糖醛酸酶Pgc4、GPI锚定蛋白FocEcm33和信息素前体蛋白Foc4-Pp1在促进Foc侵染和抑制寄主抗病上发挥作用; SIX(Secreted in Xylem)类分泌到维管束中的效应蛋白;小分泌蛋白FocSsp1、Fse1(Fusarium special effector 1)作为激发子激活香蕉的抗病反应;(5)毒素合成基因:包括12种镰刀菌酸(FSA)合成酶(Fub1~12)和3种白僵菌素(BEA)合成酶(Beas、Kivr和Abc3)。这五大类基因/蛋白在香蕉枯萎菌致病及与香蕉互作过程中发挥着重要作用。
相关研究结果以“Current progress on pathogenicity-related genes in Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4”为题发表于《Phytopathology Research》,中国热科院环植所/中国热科院三亚研究院陈灯博士为第一作者,国家香蕉(芒果)产业技术体系病害防控岗位科学家彭军研究员和华中雷竞技ap官网入口
大学陈小林教授为共同通讯作者。本研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务费和国家香蕉(芒果)产业技术体系建设专项的资助。