孫廣宇教授團(tuán)隊在外寄生菌在寄主表面生長的分子基礎(chǔ)及進(jìn)化機(jī)制的取得新進(jìn)展

        近日，《科學(xué)報告》（Scientific Reports）發(fā)表了我校植物保護(hù)學(xué)院孫廣宇教授團(tuán)隊關(guān)于外寄生菌在寄主表面生長的分子基礎(chǔ)及進(jìn)化機(jī)制的最新科研進(jìn)展。

　　真菌獲取營養(yǎng)有腐生、寄生、共生等方式。植物病原真菌在進(jìn)化過程中，由從基質(zhì)外部獲取營養(yǎng)的腐生方式，逐漸進(jìn)化為通過進(jìn)入植物內(nèi)部攝取營養(yǎng)的寄生方式。孫廣宇教授團(tuán)隊通過對蘋果表皮病原真菌果生月盾霉Peltaster fructicola研究，發(fā)現(xiàn)一種與大多數(shù)病原真菌相反的進(jìn)化方向。

　　通過對果生月盾霉的基因組和轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，月盾霉為了在寄主表面生活，進(jìn)化過程中基因組大幅度收縮，與侵染有關(guān)的細(xì)胞壁降解酶、次級代謝產(chǎn)物合成、肽酶及效應(yīng)蛋白數(shù)目大幅度減少；其中與植物互作所必需的候選效應(yīng)因子分泌蛋白數(shù)量為所有病原真菌中最少；但保留了利用寄主表皮結(jié)構(gòu)物質(zhì)角質(zhì)酶。同時，為了適應(yīng)營養(yǎng)匱乏的蘋果表皮生態(tài)位，月盾霉采取大大縮減核糖體數(shù)目，從而保障其代謝處于較低水平。基因組中僅保留了9個核糖體拷貝，為已知病原真菌中數(shù)量最少。但為了適應(yīng)寄主外部干旱、太陽輻射等脅迫條件，在次生代謝相關(guān)基因大幅縮減的條件下，保留了與耐受不良環(huán)境有關(guān)的黑色素合成全部基因。

　　該研究發(fā)現(xiàn)，煤污病菌為了減少與寄主的互作，進(jìn)化中采取了逃避的策略，放棄了大量與侵入相關(guān)的致病基因，從而進(jìn)化成為一種外寄生菌。該研究提出了一種新的病原菌進(jìn)化方向——由植物侵入型內(nèi)寄生方式進(jìn)化到非侵入性的外寄生生活方式。

　　該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目的資助。

　　論文連接：http://www.nature.com/articles/srep22926