中国农科院加工所发现Fungal_trans转录因子参与大丽轮枝菌致病性调控新机制

近日，中国农业科学院农产品加工研究所戴小枫研究员领衔的加工有害生物创新团队在黄萎病病原菌-大丽轮枝菌致病机理研究方面取得突破性新进展。该研究首次发现大丽轮枝菌Fungal_trans转录因子VdFTF1调控植物细胞壁降解酶基因表达参与侵染寄主的致病机制。相关研究成果于5月18日在线发表于植物病理学著名学术期刊《分子植物病理学(Molecular Plant Pathology)》上。

转录因子介导的基因表达调控在病原侵染寄主过程中具有至关重要的作用，一直是植物病理学研究的热点问题。含有Fungal_trans结构域的转录因子是真菌特有的基因超家族，分为含锌指结构域（Zn2Cys6）的锌簇蛋白亚家族和不含锌指结构域的Fungal_trans转录因子亚家族。到目前为止，已经鉴定出多个参与病原致病性调控的锌簇蛋白，但缺失锌指结构域的Fungal_trans转录因子是否调控病原侵染寄主的致病过程仍不清楚，极大制约了人们对转录因子调控病原致病性机制的认知。

加工所加工有害生物创新团队利用T-DNA插入突变技术构建近2万份T-DNA插入突变体，通过致病性相关突变体高通量筛选出60多个致病相关突变体并定位了候选致病相关基因。发现其中一个突变体因编码缺失锌指结构域的Fungal_trans转录因子（VdFTF1）受到T-DNA破坏而无法侵染棉花，致病力严重缺陷。VdFTF1基因敲除、功能回补等遗传学实验证实该基因是大丽轮枝菌侵染寄主植物的关键功能基因，但不参与生长发育调控；亚细胞定位实验证明VdFTF1编码产物定位于细胞核，具有转录因子特性；VdFTF1基因缺失突变体和野生型菌株转录组分析表明，VdFTF1全局调控了致病相关基因表达来参与侵染寄主的致病过程，尤其是植物细胞壁降解酶类基因。通过大丽轮枝菌侵染过程跟踪检测，研究团队进一步确定了VdFTF1调控植物细胞壁降解作用的基因网络，并证实部分靶标基因与大丽轮枝菌致病性显著关联。该研究首次发现了大丽轮枝菌不含锌指结构域的Fungal_trans类转录因子具有致病性调控功能，揭示了其调控植物细胞壁降解酶基因表达参与病原侵染寄主的致病新机制。