Nature Communications | 研究揭示小麦叶枯病的致病机制！

真菌病害造成的作物损失对粮食安全和生物经济构成了重大挑战。小麦是全球最广泛种植的作物，占人类卡路里摄入量的20%左右。子囊真菌Zymoseptoria tritici是叶面病害小麦叶枯病（Septoria tritici blotch，STB）的病原体，是温带气候条件下生长的小麦最具破坏性的真菌病原体。即使使用基于杀真菌剂的病害缓解措施，STB每年也会使小麦减产约5-10%。因此，Z. tritici造成的损失是巨大的，在法国、德国和英国每年造成7.2-14.4亿欧元的损失，另外还有9.3亿欧元用于控制STB3的杀菌剂。科研人员对Z. tritici的侵染生物学理解的进展，使我们能够洞察控制STB的新方法。

2022年9月26日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了英国埃克塞特大学Gero Steinberg团队的最新相关研究成果，题为Zymoseptoria tritici white-collar complex integrates light, temperature and plant cues to initiate dimorphism and pathogenesis的研究论文。

从孢子到菌丝的过渡是植物病原真菌Z. tritici入侵宿主的关键。这种二态转换可以通过体外高温（约27℃）启动；然而，这种条件可能会诱发细胞热胁迫，从而质疑其与田间感染的相关性。在这篇文章中，科研人员研究了温度和其他因素对二态转换的调节。来自小麦种植区的气候数据表明，该病原体在夏季零星地经历了诸如27℃的高温。然而，在四个野生型菌株中使用荧光二态切换报告蛋白（FDR1），科研人员显示二态切换在15-18℃时已经开始，并被小麦叶片表面化合物所增强。转录组学揭示了1261个在所有菌株的菌丝中上调或下调的基因。这些泛菌株核心二型态基因（PCDG）编码已知的效应因子、二型态和转录因子，以及光反应蛋白（velvet因子、视蛋白、假定的蓝光受体）。一个基于FDR1的遗传筛选揭示了white-collar复合体（WCC）在二型态和毒力方面的关键作用，该作用是通过控制PCDG的表达来实现的。因此，WCC将光与生物和非生物信号结合起来，以协调Z. tritici的侵染。

图：温度与Z. tritici的二态转换

图：替代野生型菌株对环境信号的反应

图：IPO323菌丝在无菌培养中生长的PCWDEs和效应蛋白分泌的证据

图：在IPO323的假定效应蛋白和坏死诱导因子的启动子控制下，细胞质GFP在植物体内的表达

图：遗传筛选显示，WCC复合体是二型态和致病性的调节蛋白

图：改变光相对侵染的影响

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