西北农林科技大学许金荣团队发现证明禾谷镰刀菌中用于侵染的GPCRs亚家族

来源：iNature

原标题：Nature Microbiology | 西北农林科技大学许金荣团队发现证明禾谷镰刀菌中用于侵染的GPCRs亚家族

2019年6月3号，西北农林科技大学许金荣研究团队在Nature Microbiology上在线发表了题为An expanded subfamily of G-protein-coupled receptor genes in Fusarium graminearum required for wheat infection的研究论文。研究人员系统地研究了105个G蛋白偶联受体(GPCR)基因.虽然营养生长不需要GPCR基因，但5个GPCR基因(GIV1-GIV5)在植物侵染过程中显著上调，对植物的毒力有重要影响。总之，该研究证明禾谷镰刀菌有一个与感染相关的GPCRs的扩展亚家族，用于调节各种感染过程。

禾谷镰刀菌是引起小麦和大麦头疫病的病原，也是产生脱氧雪腐酚(DON)等真菌毒素的生产者。子囊孢子是主要侵染花组织的主要菌种，小麦花药中的某些化合物可刺激其毒力。在实验室条件下，禾本科真菌还侵染双子叶植物拟南芥的花组织。然而，其潜在机制尚不清楚，该病原菌所识别的花组织中的特定化合物仍有待鉴定。

在禾本科真菌中，ppmk 1 MAP激酶(MAPK)突变体在植物侵染、DON产生和有性繁殖等方面存在缺陷。cAMP-PKA通路和另外两种MAPK(Mgv 1和FgHog1)对真菌毒素的产生、子囊孢子的形成和发病起着重要的调节作用，但它们在菌丝融合、菌落生长和对高渗应激的反应中起着重要的作用。虽然它们的功能关系尚不清楚，但这些高度保守的cAMP信号和MAPK通路在发病和发育中的重要性表明，它们协同参与了对禾本科植物和环境信号的响应。

105个GPCR基因和突变体在植物侵染中的表达谱

异三聚体G蛋白和G蛋白偶联受体(GPCRs)在真菌中具有良好的保守性，可激活MAPK下游通路和cAMP-PKA通路。在禾谷镰刀菌中，GPA2Gα基因在全毒力和DON生物合成中起着重要的作用。与数百种GPCR的动物不同，出芽酵母只有3种，而尼氏孢子虫有43种GPCR基因。在植物病原真菌中，虽然gPCR基因可能参与真菌与植物的相互作用，但它们的特性并不好。

到目前为止，已知唯一对植物侵染很重要的GPCR是Pth 11，它参与了稻瘟病菌的附着胞形态发生。Pth 11具有保守的真菌特异性细胞外膜跨越(CFEM)结构域(PF 05730)，对真菌GPCRS 具有特异性。禾本科植物有100多个预测的GPCR基因，但只有2个信息素受体被鉴定。在本研究中，我们对所有105个GPCRs基因进行了功能表征，并确定了一个扩展的与感染相关的GPCRs亚家族。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41564-019-0468-8