New Phytologist | 浙江大学研究揭示植物防御化合物诱导禾谷镰刀菌毒素合成的分子机制！

禾谷镰刀菌产生霉菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON），在其植物宿主小麦上侵染期间促进其扩繁。侵染期间DON生产的条件性表达特征不明显（Science | 封面文章！内生真菌基因的水平转移打开小麦抗赤霉病的大门！Nature子刊 | 最新研究揭示小麦赤霉病“罪魁祸首”—禾谷镰刀菌致病新机理！）。

2021年9月4日，国际权威学术期刊New Phytologist发表了浙江大学尹燕妮、马忠华（Nature Communications | 浙江大学马忠华团队揭示植物病原真菌亚硝化胁迫反应机制！Nature Communications | 浙江大学马忠华团队揭示植物病原真菌前体mRNA剪接机制！）团队的最新相关研究成果，题为Plant defense compound triggers mycotoxin synthesis by regulating H2B ub1 and H3K4 me2/3 deposition的研究论文。

小麦产生防御化合物腐胺，诱导DON生物合成基因（FgTRIs）的过度转录，随后导致侵染期间DON的积累。研究人员进一步研究了腐胺处理时FgTRIs超转录的调节机制。

转录因子FgAreA通过促进组蛋白H2B单泛素化（H2Bub1）和组蛋白3赖氨酸4二甲基化和三甲基化（H3K4me2/3）在FgTRIs上的富集来调节腐胺介导的FgTRIs转录。重要的是，在镰刀菌H2Bub1 E3连接酶Bre1 同源基因内专门确定了一个DNA结合域（bZIP），并且这个bZIP域与FgTRIs的结合取决于FgAreA介导的染色质重排。有趣的是，H2Bub1通过甲基转移酶复合体COMPASS成分FgBre2调控H3K4me2/3，这与酿酒酵母不同。

综上所述，研究人员的研究结果揭示了宿主产生的腐胺在禾谷镰刀菌侵染期间诱导DON产生的分子机制。研究人员的研究结果也为植物病原体-宿主相互作用过程中腐胺的作用提供了新的见解，并扩大了我们对真核生物中H2Bub1生物生成和H3K4me2/3之间串扰的认识。

图1：FgAreA调节腐胺促进的霉菌毒素DON在禾谷镰刀菌侵染期间的生物合成

图2：在腐胺处理后，FgAreA通过增加H2Bub1的富集来诱导FgTRIs的转录

图3：FgBre1与目标染色质结合需要bZIP结构域

图4：Bre1的bZIP结构域只存在于镰刀菌物种中

图5：FgAreA通过介导染色质重排，增强了FgBre1与FgTRIs启动子的结合

图6：H2Bub1和下游的H3K4 me2/3在腐胺处理下共同调节DON生物合成

图7：FgRad6和FgBre1通过促进FgBre2和FgSet1的相互作用调节H3K4 me2/3

图8：侵染过程中腐胺促进DON产生的分子机制假定模型

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