12月，中科院上海生命科學(xué)研究院植生生態(tài)所唐威華研究組在The Plant Cell雜志在線發(fā)表題為In planta stage-specific fungal gene profiling elucidates the molecular strategies of Fusarium graminearum growing inside wheat coleoptiles的研究論文，揭示了禾谷鐮孢侵染植物的分子策略。

    禾谷鐮孢（Fusarium graminearum，有性態(tài)又稱玉蜀黍赤霉Gibberella zeae）是一種絲狀真菌，能引起小麥赤霉病、玉米赤霉莖腐病等多種農(nóng)作物病害，還能產(chǎn)生脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)等真菌毒素。禾谷鐮孢的基因組編碼約14000個(gè)基因，已有上百個(gè)基因被證明與其致病性相關(guān)，但禾谷鐮孢致病機(jī)制的全貌仍不清楚。

    禾谷鐮孢既能在宿主植物體內(nèi)生長(zhǎng)導(dǎo)致植物發(fā)病，也可以在體外培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。全面比較在宿主體內(nèi)和體外培養(yǎng)基上的禾谷鐮孢轉(zhuǎn)錄組動(dòng)態(tài)，有可能增進(jìn)對(duì)禾谷鐮孢致病分子機(jī)制的理解。但以往的方法難以獲得病原菌在宿主體內(nèi)的高清表達(dá)譜圖。唐威華帶領(lǐng)的研究小組運(yùn)用激光顯微切割技術(shù)和芯片雜交，獲得了禾谷鐮孢侵染小麥幼苗胚芽鞘的過程中16小時(shí)、40小時(shí)及64小時(shí)三個(gè)時(shí)期的全基因組表達(dá)譜，并且與體外培養(yǎng)的孢子和菌絲的表達(dá)譜進(jìn)行比較，揭示了禾谷鐮孢侵染植物的分子策略隨侵染進(jìn)程而改變，包括分階段提高植物細(xì)胞壁降解酶類的分泌，先清除后釋放活性氧，以及在后期產(chǎn)生更多毒素類次生代謝產(chǎn)物等。此外，研究人員還應(yīng)用基因敲除和致病力快速檢測(cè)方法，對(duì)提出的侵染策略相關(guān)的多個(gè)禾谷鐮孢基因的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。

    對(duì)于禾谷鐮孢致病機(jī)制的進(jìn)一步理解將有助于小麥赤霉病等的抗病設(shè)計(jì)。

    此研究得到了國(guó)家973計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院“創(chuàng)新2020”、轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)等的支持。