水稻「癌症」如此強大稻瘟病菌竟會「鎮壓內部叛亂」

中國科技網·科技日報南京7月23日電（記者張曄）稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻上的毀滅性病害，有「水稻癌症」之稱，近年來每年給我國造成30億公斤以上的糧食損失。但是，稻瘟病菌入侵水稻時，也會發生「內訌」和「叛亂」。記者23日從南京農業大學獲悉，該校張正光團隊的一項研究，揭示了稻瘟菌如何鎮壓內部的「叛亂」的過程，研究成果發表在細胞生物學領域的權威期刊《細胞自噬》上。

稻瘟病菌入侵水稻時面臨多種來自外界環境和寄主的脅迫和「抵抗」，細胞壁作為病菌與外界環境接觸的第一道屏障，其完整性對於病菌的內環境穩態具有至關重要的作用。侵入後在水稻細胞中的侵染菌絲擴展時，病菌的細胞壁重塑也會產生細胞壁脅迫，這時候，稻瘟病菌的「內訌」開始產生了。因此，怎麼樣「鎮壓」內部「叛軍」，保持細胞壁完整性(Cell Wall Integrity, CWI)，對於病菌保持自己的「戰鬥力」，應答外界脅迫成功完成侵染就顯得尤為重要。同時，已有的研究表明，細胞自噬(Autophagy)是稻瘟病菌功能性附著胞形成和致病力必需的，是稻瘟病菌戰鬥力的重要保證。但細胞壁完整性途徑和細胞自噬之間的關係至今尚不清楚。

最近，南農大植保學院張正光課題組發現稻瘟病菌侵染水稻時，能夠激活細胞自噬與細胞壁完整性途徑，通過這兩者的「通力合作」保障病菌的侵染。也就是說，當病菌發起對水稻的「戰爭」時，病菌自身需要集結更多「兵力」，合成更多的蛋白，這些蛋白中會有錯誤摺疊或未摺疊的「搗亂分子」，形成內部的「叛亂」壓力。這時候，稻瘟病菌就會派遣自己的特別行動隊—細胞自噬核心蛋白MoAtg1，來磷酸化MoMkk1(細胞壁完整性途徑中的一個激酶)，從而增強細胞壁完整性途徑，以增強病菌的致病力。

該研究從生化與分子生物學水準上揭示了在內質網脅迫下，稻瘟病菌協調細胞自噬過程和細胞壁完整性途徑，控制致病力的新機制。拓展了人們對植物病原真菌攻擊寄主機制的認識，有助於認識稻瘟病原菌的致病機理，同時可望為設計高效、低毒的稻瘟病控制策略提供參考。