中国农业大学孙文献教授团队揭示稻曲病菌致病新机制

　　稻曲病是在水稻生长发育后期发生的一种真菌性穗部病害。近年来，在我国乃至世界各地稻区普遍发生且逐年加重，已成为水稻上最重要的病害之一。该病害导致稻谷瘪粒数明显增加，千粒重降低，严重影响水稻产量；并且稻曲病菌产生大量的真菌毒素污染稻米，严重威胁人畜健康。由于稻曲病是一种新近爆发的病害，其致病分子机理的研究非常缺乏，造成目前对稻曲病的防治十分困难。

 

　　近日，孙文献教授团队在The Plant Cell在线发表了题为“Ustilaginoidea virens secretes a family of phosphatases that stabilize the negative immune regulator OsMPK6 and suppress plant immunity”的研究论文，揭示了稻曲病菌中的一种新型致病机制，其分泌一类酪氨酸蛋白磷酸酶，通过去磷酸化稳定水稻免疫负调控因子OsMPK6并抑制水稻免疫。同期的The Plant Cell发表了Judith Van Dingenen题为A virulence effector resolved: how a fungal phosphatase effector promotes rice false smut的评论文章。

 

　　该研究以稻曲病菌富含半胱氨酸蛋白SCRE6为研究对象，证实了SCRE6是稻曲病菌中发挥重要毒性功能的效应蛋白；通过生化实验揭示了SCRE6是一个以水稻免疫负调控因子OsMPK6（Mitogen-Activated Protein Kinase 6）为靶标的酪氨酸蛋白磷酸酶。当病原菌侵染时，水稻识别PAMP后诱导OsMPK6的磷酸化，促进其通过26S蛋白酶体途径降解而激活水稻抗病性。而稻曲病菌分泌的SCRE6能特异性去磷酸化OsMPK6，进而抑制OsMPK6降解，该蛋白积累促进稻曲病菌的侵染；此外，在稻曲病菌中还发现3个SCRE6同源蛋白，与SCRE6构成一类新型酪氨酸蛋白磷酸酶家族。该研究揭示了稻曲病菌致病的新机制，并为通过基因编辑技术创制水稻抗病新种质提供了思路。

 

　　博士研究生郑馨航为论文第一作者，孙文献教授为通讯作者。该研究由吉林农业大学、我院刘俊教授和中国科学院微生物研究所张杰研究员课题组共同完成；得到国家自然科学基金（31630064和U19A2027）和现代农业产业技术研究体系专项资金等项目资助。

 

　　近年来，孙文献教授领衔的水稻与病原菌互作研究团队在水稻抗病性、水稻与稻曲病/细菌性条斑病菌互作等方面取得了系列高水平研究成果，先后在Molecular Plant（2015）、Plant Physiology（2018）、Nature Communications （2014；2021）、Science Signaling （2021）等期刊上发表研究成果，并在国际知名综述期刊Annual Review of Phytopathology （2020） 发文综述了稻曲病病害循环、致病机制以及病害防控等方面的最新进展。