Nature Commun. | 浙江大学马忠华教授团队揭示病原真菌中麦角甾醇合成调控的新机制

　　甾醇是真核生物细胞膜的重要组成部分，对细胞膜的完整性、膜结合酶的活性、膜的流动性以及细胞物质运输等起着重要作用。麦角甾醇是真菌中特有的一类甾醇，如果麦角甾醇合成受阻，膜的结构和功能就会受到严重损害，最后导致菌体细胞死亡。因此，针对麦角甾醇的生物合成途径，人们已经成功研发了数十种麦角甾醇合成抑制剂（sterol biosynthesis inhibitor, SBI），广泛应用于防治人类和植物的真菌病害。

　　近日，浙江大学农业与生物技术学院马忠华教授团队在Nature Communications上发表了题为 A phosphorylated transcription factor regulates sterol biosynthesis in Fusarium graminearum的研究论文，揭示了小麦赤霉病菌中一个新的转录因子被HOG信号途径磷酸化修饰后，招募染色质重塑复合体调控麦角甾醇合成的新机制。该研究结果为真核生物甾醇合成调控研究提供新视角。

　　禾谷镰刀菌是引起小麦赤霉病的重要病原真菌。近年来，由于气候变化、大面积小麦—玉米轮作和秸秆还田等因素的影响，赤霉病在我国呈加重发生态势，严重影响小麦稳产丰收。此外，病菌产生的多种有毒性的真菌毒素，对人畜健康构成威胁，每年造成上百亿元的经济损失。生产上由于缺乏高抗赤霉病的作物品种，当前在小麦齐穗至扬花初期喷施杀菌剂仍是赤霉病防控的重要措施。戊唑醇和丙硫菌唑等SBI药剂对赤霉病有良好的防治效果，但在药剂选择压力下，病菌容易对SBI药剂产生耐药性，进而影响药剂的防治效果。

　　在这项研究中，马忠华教授团队研究发现，SBI药剂能够诱导药靶标基因（FgCYP51s）高水平表达，进而引起病菌的耐药性。进一步解析药靶基因高表达的分子机制发现，SBI药剂能够激活病菌体内高渗透甘油（high osmolarity glycerol, HOG）激酶信号途径，该途径上被激活的 Hog1 激酶进入细胞核，进而磷酸化转录因子 FgSR，磷酸化的 FgSR 将染色质重塑复合体SWI/SNF 招募至药靶基因（FgCYP51s）的启动子区，对染色体进行重塑，引起药靶基因高水平转录。有趣的是，该类转录调控因子仅仅存在于粪壳菌纲（Sordariomycetes）和锤舌菌纲（Leotiomycetes）的真菌中，表明该转录因子SR有望成为治理真菌耐药性的关键靶点。

　　转录因子FgSR调控小麦赤霉病菌麦角甾醇合成基因转录的模式图

　　论文第一作者为刘尊勇博士后，马忠华教授和尹燕妮教授为本文的通讯作者。本研究得到国家自然科学基金委杰出青年基金、重点研发计划和现代农业产业技术体系等项目资助。