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喜讯：我校在植物病原微生物

来源：花匠小妙招时间：2024-11-09 23:39

9月30日国际植物科学领域顶级综述类期刊

Trends in Plant Science（IF2022=22.012）在线发表了武汉轻工大学生命科学与技术学院，资源与环境微生物应用中心/植物病理学研究组毕凯博士与以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）Amir Sharon教授合作完成的综述论文“Killing softly: a roadmap ofBotrytis cinereapathogenicity”。

灰霉菌（Botrytis cinerea）是一种寄主范围广泛的死体营养型植物病原真菌，能够侵染超过1000种植物。由该菌引起的灰霉病是全球蔬菜、水果及花卉生产中重要的植物病害之一，据估计在全世界范围内每年该病害造成超过100亿美元的严重经济损失。目前针对灰霉病仍缺乏十分有效的防控措施，在农业生产中还是以化学农药防治为主，然而化学农药长期大规模高剂量的施用导致了日益严重的环境污染和农产品农药残留问题，同时引起了田间灰霉菌菌株严重的抗药性问题。因此，深入研究灰霉菌的致病过程，揭示其与寄主互作过程中重要致病因子参与致病力调控的分子机理，将为针对农业生产实践中日益严重的灰霉病病害，开发绿色高效的替代防控措施提供必要的理论基础，具有重要的理论科学意义和实际利用价值。

毕凯博士主要致力于分子植物病理学，尤其是植物病原微生物与寄主植物互作分子机理领域的相关研究。在博士后工作期间，毕凯博士进入以色列特拉维夫大学Amir Sharon教授实验室，与Amir Sharon教授开展合作研究，并在国际著名学术期刊Nature Communications（IF2022=17.694）发表研究论文，揭示了真菌Crh家族蛋白除了参与真菌细胞壁合成以外新的生物学功能：在植物病原菌灰霉菌中，BcCrh1蛋白以二聚体的形式参与细胞壁的合成过程；而在侵染寄主植物过程中，BcCrh1蛋白被分泌后，从植物质外体空间转运进入胞内，继而被植物胞内受体蛋白识别，触发细胞坏死和免疫反应。该研究丰富了我们对真菌中Crh家族蛋白生物学功能的认识，同时也给利用真菌Crh家族蛋白作为免疫原提高植物抗性水平，实现植物病害的高效安全防治提供了新的设计思路（Bi, K.,Nat. commu.2021）。

鉴于该研究进展的重要性，Trends in Plant Science杂志邀请毕凯博士与Amir Sharon教授合作撰写综述文章，介绍灰霉菌致病分子机理的最新研究进展。该综述文章提出了灰霉菌对寄主植物展开“温柔杀戮”的精细路线图模型；介绍了灰霉菌致病分子机理中目前尚未解决的难题，并展望了未来灰霉菌与寄主植物互作分子机制潜在的研究方向，以期为相关的灰霉菌致病分子机理研究方向提供可能的思路。此前，学术界普遍认为作为典型的死体营养型植物病原真菌，灰霉菌致病分子机理简单：其分泌的具有植物细胞壁降解活性的酶类组分及植物毒性物质，是促进侵染和致病的主要因素；但最近的相关研究表明其致病分子机理远比之前的预计更加复杂：在与寄主植物互作过程中，灰霉菌具有一套功能齐全的“工具箱”，这些功能各异的致病性“分子武器”，分别在不同侵染阶段，精细调控其致病性，以促进其侵染。目前越来越多的证据表明：寄主植物上灰霉病的发病进程由病原菌的多层次侵染事件组成，而多层次侵染事件则受到寄主-病原菌之间互作因子的共同影响。尽管目前还未有可利用的对灰霉菌具有完全抗性的种质资源，但是最新研究已表明：灰霉菌模式触发免疫反应（PTI）具有显著提高寄主对灰霉菌抗性的潜力，这也为作物遗传改良，并提高其对灰霉病的抗性提供了新的思路。

图1.灰霉菌侵染过程的主要步骤

图2.灰霉菌侵染路线图

武汉轻工大学毕凯博士为本论文的第一作者，武汉轻工大学为本论文第一署名单位；以色列特拉维夫大学Amir Sharon教授为本论文的通讯作者；以色列特拉维夫大学博士生Liang Yong和美国普渡大学（Purdue University）Tesfaye Mengiste教授也参与了本论文的撰写。德国凯泽斯劳滕工业大学（Technische Universität Kaiserslautern）Matthias Hahn教授为本论文的构思与写作提供了宝贵建议。相关工作得到农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室/农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室开放基金课题（2022ZTSJJ6）的资助。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136013852200245X

https://www.nature.com/articles/s41467-021-22436-1

供稿：毕凯

审阅：曾万勇