Science | 重磅！研究“试管中的真菌”揭示玉米黑穗病的致病机制！

玉米黑粉菌（Ustilago maydis）是一种真菌，表现为玉米棒上的烟尘状肿瘤，而且只能在宿主身上存在。由于扰乱了玉米种子的生产，它每年给农业产业带来难以估量的损失。但在墨西哥，它也被认为是一种美味佳肴。它被称为"huitlacoche"（墨西哥松露），因其丰富的烟熏味而受到推崇，自阿兹特克人时代起就被用于菜肴。

2022年6月9日，国际顶级学术期刊Science发表了加拿大不列颠哥伦比亚大学James Kronstad团队（Trends in Microbiology | 真菌与植物宿主和土壤微生物交流的“磷语言”！）题为Organic acids and glucose prime late-stage fungal biotrophy in maize的研究论文。研究人员在实验室中模拟了玉米植物的构成，以研究玉米黑穗病，为寻找该病害的治理方法打开了大门。

许多与植物相关的真菌是专性活体营养型，依靠活体宿主来增殖。然而，尽管真菌对环境和食品安全有影响，但对活体营养生活方式的分子基础知之甚少。在这项工作中，研究人员表明，有机酸和葡萄糖的组合引发了与玉米病原体U. maydis的活体营养后期阶段有关的表型。这些表型包括通常只在活体营养发育过程中观察到的一组效应蛋白的表达，以及与植物肿瘤中孢子的形成有关的黑色素。U. maydis和其他半活体营养型真菌也对碳源的组合作出反应，增强增殖。因此，对来自宿主的营养物质组合的反应可能是活体营养真菌的一个保守的特征。

图1. 碳源影响增殖、细胞外多糖和黑色素

图2. 一个黑色素基因簇的调节和贡献

图3. 候选转运蛋白影响二甲酸盐的生长和毒力

图4. 线粒体功能和氧气对活体营养表型的贡献

研究人员首次在实验室中复制了植物环境，以研究该真菌及其特性。在这种受控的精确环境中，他们可以研究影响毒力和增殖的因素，并为未来的杀真菌剂开发确定有希望的靶标。研究人员对玉米黑粉菌的调查不仅有助于为其治理提供线索，而且有助于治理类似的影响主食作物的真菌。

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