農(nóng)學院林福呈教授團隊采用非靶向代謝組學確定鞘脂是稻瘟病菌附著胞發(fā)育和致病的關(guān)鍵信號元件
2019年8月20日，農(nóng)學院林福呈教授團隊在微生物學雜志mBio（IF5=7.27）上在線發(fā)表最新研究成果，課題組采用非靶向代謝組學確定鞘脂是稻瘟病菌附著胞發(fā)育和致病的關(guān)鍵信號元件，研究結(jié)果為分析與侵染相關(guān)的信號網(wǎng)絡(luò)中的化學成分提供新視角，為開發(fā)針對水稻和其他谷類病害的新型藥物提供了潛在的靶標。
論文題為“Metabolomics Analysis Identifies Sphingolipids as Key Signaling Moieties in Appressorium Morphogenesis and Function in Magnaporthe oryzae”。農(nóng)學院劉小紅副教授和博士研究生梁爽為共同第一作者，林福呈教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金的支持。
研究采用非靶向代謝組學來分析稻瘟病菌附著胞內(nèi)的代謝物質(zhì)，建立了稻瘟病菌代謝組學的研究平臺，鑒定出53個存在于分生孢子和24h成熟附著胞之間的差異代謝物，明確指出甘油不僅僅是附著胞膨壓產(chǎn)生的唯一來源。研究成功發(fā)現(xiàn)了包括早期鞘脂合成在內(nèi)的六個關(guān)鍵代謝途徑的顯著變化。通過小分子抑制劑、遺傳分析和化學互補分析等，確定了鞘脂是稻瘟病菌附著體發(fā)育和致病的關(guān)鍵信號元件。
論文利用非靶向代謝組學分析了附著胞內(nèi)的代謝物質(zhì)，確定了神經(jīng)酰胺是附著胞正常發(fā)育和致病所必需的代謝物質(zhì)。神經(jīng)酰胺調(diào)控附著胞發(fā)育的有絲分裂過程，并進一步影響調(diào)控附著胞極性生長的PKC-CWI信號途徑的磷酸化水平。對于神經(jīng)酰胺敲除突變體的脂質(zhì)分析表明，MoLAG1產(chǎn)生的神經(jīng)酰胺主要合成真菌中的復雜鞘脂葡糖基神經(jīng)酰胺。通過遺傳分析手段證明了葡糖基神經(jīng)酰胺對于稻瘟病菌致病過程的重要性。
稻瘟病嚴重威脅全球水稻產(chǎn)量和糧食安全。稻瘟病菌具有典型的侵染循環(huán)，即通過產(chǎn)生分生孢子來傳播病害。附著胞形成與否決定病菌是否成功入侵，該研究機理是國際研究熱點。近25年來，林福呈教授及其團隊致力于稻瘟病菌致病機理和病害防治研究，取得了國內(nèi)外公認的研究成果，在Autophagy、New Phytologist、PloS Pathogens、Virulence 等高水平期刊上發(fā)表了近90余篇在國際上有影響力的SCI論文，他引近7000次，證明了細胞自噬途徑與病菌附著胞膨壓積累和其穿透寄主表面緊密相關(guān)。
論文鏈接：https://doi.org/10.1128/mBio.01467-19
（生物技術(shù)研究所供稿）
稻瘟病菌附著胞發(fā)育過程中代謝組學分析
神經(jīng)酰胺參與稻瘟病菌附著胞致病分子過程的分子機制
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