科研成果 / Notice
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植物保護學院周倩教授團隊首次揭示真菌病毒導致寄主低毒力的分子機制并利用病毒基因將植物病原真菌改造成生防菌
本網(wǎng)訊（植保學院）12月5日，我校植物保護學院周倩教授團隊以第一通訊作者在國際權威期刊Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）在線發(fā)表了題為“Mycoviral gene integration converts a plant pathogenic fungus into a biocontrol agent”的研究論文，首次報道了在番茄匍柄霉（Stemphylium lycopersici）中發(fā)現(xiàn)的一種低毒真菌病毒通過干擾真菌致病相關毒素Altersolanol A的生物合成,，導致匍柄霉喪失致病力，且整合病毒基因序列的匍柄霉從致病菌轉變?yōu)樯谰岣吡酥参飳姸揪甑目剐浴Ｑ芯砍晒麨樽魑镎婢『Φ姆乐翁峁┝艘粋€綠色高效的新策略,。植物保護學院博士生劉洪為該論文的第一作者，湖南農(nóng)業(yè)大學為第一單位,。北京大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院鄧興旺院士和郭立教授為共同通訊作者,。這是我校首次以第一單位兼第一通訊作者在PNAS發(fā)表研究論文。
匍柄霉屬(Stemphylium)真菌能夠侵染全球范圍內(nèi)的多種作物,，在我國主要危害番茄,、苜蓿、大蒜,、萵苣,、辣椒和菠菜等。近年來,，由匍柄霉(Stemphylium spp.)引起的番茄灰葉斑病在我國多地發(fā)生,，總發(fā)病面積超過300萬畝，直接經(jīng)濟損失上10億元,。低毒真菌病毒,，能夠導致植物病原真菌致病力下降，是一種可用于生物防治的重要資源,，但是病毒導致真菌低毒力的作用機制尚不清楚,。該研究首次從番茄匍柄霉（S.lycopersici）中分離鑒定出一種真菌病毒Stemphylium lycopersici alternavirus 1（SlAV1）。該病毒顯著下調(diào)毒素Altersolanol A合成途徑中的關鍵酶（聚酮合成酶PKS1）,，導致寄主致病力喪失,。進一步研究發(fā)現(xiàn),，SlAV1 的ORF3是導致匍柄霉喪失致病力的關鍵基因,。用表達ORF3的匍柄霉菌絲懸浮液噴灑番茄等多種植物，能顯著提高植物對匍柄霉強毒菌株的抗性（圖1）,。
A. 番茄匍柄霉菌株SlHN-10（左）與轉ORF3的番茄匍柄霉菌株SlORF3-T（右）的形態(tài)
B. 囊狀匍柄霉菌株SvHN-02（左）與轉ORF3的囊狀匍柄霉菌株SvORF3-T（右）的形態(tài)
C. 噴灑SlORF3-T菌絲2d后接種SlHN-10
D. 噴灑SvORF3-T菌絲2d后接種SvHN-02
E. 噴灑無菌水2d后接種SlHN-10
F. 噴灑無菌水2d后接種SvHN-02
植物病害每年帶來的直接經(jīng)濟損失高達數(shù)千億美元,，其中70%以上由真菌引起,。植物真菌病害的防治長期以來依賴化學農(nóng)藥，造成食品安全,、環(huán)境生態(tài)以及抗藥性等問題,。本研究首次解析了SlAV1導致寄主低毒力的分子機制，證明了病毒基因整合至真菌基因組,，改變真菌致病力后,，可作為保護劑提高植物抗性。研究成果不僅為植物真菌病害的生物防治提供了重要資源,，也為植物真菌病害的防治開辟了一條新的思路,。
周倩，教授,，博士生導師,，主要從事分子植物病理學研究。現(xiàn)任湖南省植物保護學會常務理事,，《植物保護》雜志編委,，植物疾病控制與利用湖南省高校重點實驗室主任。近年來以第一作者或通訊作者在PNAS,、Plant Disease,、Frontiers in Plant Science等雜志上發(fā)表SCI論文18篇；作為主要完成人獲省科技進步二等獎和三等獎各1項,；授權發(fā)明專利5項,，參與出版專著2本。
原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2214096119
（審稿人：余婷婷）