西北农林科技大学 植物保护学院

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我院刘慧泉研究员团队在小麦赤霉病研究方面取得新进展

作者:刘慧泉   来源:   发布日期:2021-01-15  浏览次数:

近日,植物保护学院刘慧泉研究员团队在植物科学领域知名期刊《New Phytologist》上在线发表了题为“Stage‐specific regulation of purine metabolism during infectious growth and sexual reproduction in  Fusarium graminearum ”的研究论文。我院已毕业博士生孙蔓莉为该论文的第一作者,刘慧泉研究员为该论文的通讯作者。

禾谷镰刀菌( Fusarium graminearum )是小麦赤霉病的重要病原菌,其有性生殖产生的子囊孢子是病害发生的主要侵染源。有关禾谷镰刀菌有性生殖和侵染致病的基因表达调控已有诸多研究,但对其代谢调控却知之甚少。嘌呤核苷酸是生物体DNA、RNA合成,能量代谢和信号转导所必需的分子,真菌生长发育和侵染致病过程中需要源源不断的嘌呤核苷酸供应。真菌一方面利用自身从头合成途径合成嘌呤核苷酸,另一方面利用补救合成途径从自身分解代谢产生的或从外源获取的嘌呤分子合成嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸代谢在真菌中的重要性毋容置疑,但其在病原真菌生活史的不同阶段(如腐生、侵染、生殖)是否具有不同的作用和调控方式尚未可知。该研究系统解析了禾谷镰刀菌中的嘌呤核苷酸代谢通路的功能和调控机制。研究发现,嘌呤核苷酸IMP、AMP和GMP从头合成对禾谷镰刀菌生活史的各个阶段均具有重要作用。与AMP从头合成相比,GMP从头合成在有性生殖阶段具有明显的功能特殊性。AMP分解代谢在禾谷镰刀菌生殖和侵染阶段具有特异的作用。研究进一步发现嘌呤核苷酸从头合成途径的基因在有性生殖和侵染致病阶段下调表达,揭示了嘌呤核苷酸代谢在禾谷镰刀菌生活史不同阶段具有特异作用的潜在机制。该研究首次在病原真菌中证明嘌呤核苷酸代谢具有有性生殖和侵染生长特异的调控模式,为小麦赤霉病防控提供了理论依据。

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该研究得到国家自然科学基金优秀青年基金、面上项目及“111”创新引智计划的资助。

原文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.17170

编辑:刘小凤

审核:郭   军