近日,我院植保所作物土传病害生物防治创新团队在国际知名期刊《Plant Cell & Environment》(中科院一区,Top期刊,IF 5-year=7.6)上发表了题为“FpCBS affects a diverse range of functions of Fusarium pseudograminearum impacting its virulence to wheat ”的研究论文。本研究首次阐明了假禾谷镰孢FpCBS基因通过调控内源H2S合成在致病过程中的关键作用,揭示了生防菌胁迫下FpCBS介导的H2S信号通路调控病原菌致病性的分子机制。研究发现,FpCBS/H2S通过维持菌体氧化还原平衡和铁离子稳态来调控致病力,该成果为开发靶向H2S信号通路的小麦茎基腐病新型防控策略提供了理论依据。
小麦茎基腐病是由假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)引发的全球性土传病害,严重威胁小麦产量和粮食安全。如何科学有效地防控小麦茎基腐病已被中国科协列为“2022年度十大产业技术问题”之一。该研究团队通过基因敲除、多组学联合分析结合试验验证发现:FpCBS缺失导致假禾谷镰孢内源H2S水平显著降低,并引发硫代谢紊乱,包括谷胱甘肽氧化还原失衡和氨基酸代谢异常;菌株抗氧化能力下降,对H2O2敏感度增加,细胞内铁积累加剧氧化损伤;毒素DON合成显著减少,病原菌毒力明显降低;病原菌穿透结构减少80%,宿主防御反应增强,病情指数降低77.5%。由此可见,FpCBS/H2S是连接假禾谷镰孢代谢与致病力的关键节点,该研究为小麦茎基腐病的绿色防控提供了重要理论依据。
我院植保所张洁副研究员为论文第一作者,作物土传病害生物防治创新团队杨丽荣研究员为通讯作者,加拿大圭尔夫大学Paul H. Goodwin教授等参与了该项研究。本研究得到了中原科技创新领军人才(234200510010)、河南省重大科技专项(221100110100)、河南省重点研发专项(241111112800)、河南省农业科学院科技创新团队专项(2023TD15)等项目的资助。论文链接: https://doi.org/10.1111/pce.15622