中國農業大學Nature子刊發表基因組研究新成果

　　來自中國農業大學、浙江省農業科學院等10多家機構的研究人員，成功繪制出了稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）基因組序列草圖，從基因組學角度提供了一些關于稻曲病菌進化、活體營養（biotrophy）分子機制以及致病機制的新見解。相關成果發表在5月20日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

　　中國農業大學的孫文獻(Wenxian Sun)和彭友良（You-Liang Peng）教授是這篇論文的共同通訊作者。前者主要研究方向包括以水稻和擬南芥為主要模式研究植物與植物病原菌間的分子互作；植物基本防衛反應及非寄主抗性的分子機理；水稻病原菌（細菌性條斑菌和稻曲菌為主）的毒性與致病力的分子基礎。后者主要從事病原真菌致病性的功能基因組以及植物抗病遺傳資源利用研究（延伸閱讀：中國農大彭友良《Plant Cell》發表植物病理學新成果）。

　　稻曲病是由稻曲病菌Ustilaginoidea virens (Cooke) Tak侵染造成的一種世界性的水稻穗部病害。歷史上在世界各地的發生都相對較輕,僅在中晚稻田零星發生。但是從上世紀八十年代后期以來,隨著直立型和密穗型高產水稻品種大力推廣及農田肥力的提高,稻曲病的發生日益嚴重,近年來稻曲病已上升為我國、特別是長江中下游稻區的最重要的水稻病害之一。2004-2005年該病在我國大發生，造成了嚴重的經濟損失。

　　并且，稻曲病的發生不但對水稻產量和質量造成威脅,同時由于稻曲病菌能夠產生大量毒素(Ustilotoxins),抑制人和動物、植物細胞的有絲分裂,可對人、畜、禽造成直接和間接的傷害。因此，稻曲病的防治對于水稻生產和糧食安全保障至關重要。

　　在這篇文章中，研究人員報告稱對稻曲病菌進行了基因組測序和分析，組裝出了全長為39.4 Mb 的基因組序列草圖，其中包含有8,426個基因。研究人員發現這一基因組中約有25%的重復序列，且這些序列受到真菌生物基因沉默機制重復序列誘導的點突變(repeat-induced point mutation,RIP)的影響。

　　研究人員證實在進化上，稻曲病菌與昆蟲致病性綠僵菌（Metarhizium spp）具有較近的親緣關系，表明存在潛在的宿主跨界跳躍事件。稻曲病菌中與多糖降解、營養攝取和次生代謝相關的基因減少，這有可能與水稻病菌特異性侵染水稻花器官與活體營養生活方式有關聯。

　　此外，研究人員發現在感染早期轉錄組中高度富集編碼分泌蛋白的基因，以及與次生代謝和病原體-宿主互作相關的基因，這與它們在致病性中的潛在作用相一致。進一步，研究人員還揭示出了18個可抑制植物過敏反應的候選效應蛋白（effector）。

　　借助于比較和功能基因組學分析，在新研究中研究人員揭示出了有關稻曲病菌進化、活體營養和致病分子機制的一些新認識，從而為未來更深入地了解及對抗這一日益重要的植物病原體奠定了基礎。

　　中國農業大學農學與生物技術學院植物病理系教授，博士生導師。擔任國際學術期刊《Frontiers in Physiology》編委，國內核心期刊《植物病理學報》副主編，中國植物病理學會副秘書長，曾任第十屆國際植物病理學大會Scientific Programme Committee 秘書和中國科協第251次青年科學家論壇共同執行主席。

　　目前的研究方向包括，以水稻和擬南芥為主要模式研究植物與植物病原菌間的分子互作；植物基本防衛反應及非寄主抗性的分子機理；水稻病原菌（細菌性條斑菌和稻曲菌為主）的毒性與致病力的分子基礎。近年來，在病原菌相關的分子模式誘導的植物基本防衛反應、擬南芥細胞膜受體激酶蛋白FLS2與細菌鞭毛蛋白的互作、水稻病原真菌稻曲菌比較與功能基因組學、水稻病原菌效應蛋白等研究領域取得了一定的研究成果。在Nature Communications，Plant Cell, Plant Journal，Plant Physiology 等國內外期刊上發表SCI論文20余篇。曾獲得中國教育部科學與技術進步一等獎和教育部“新世紀優秀人才支持計劃”獎勵。