广东
近日，西南大学农学与生物科技学院作物逆境生物学团队青年教师王凡龙博士在国际知名学术期刊《Cell Reports》在线发表了题为“N terminus and C terminus of Arabidopsis P4-ATPase AtALA1 facilitate the detoxification of the mycotoxin deoxynivalenol in wheat”的研究论文，该研究深入解析了拟南芥P4-ATPase蛋白AtALA1通过N端与C端双模块的协同作用，促进包裹DON囊泡的形成，进而通过囊泡运输实现细胞解毒的分子机制。
赤霉病（FHB）是一种严重威胁禾谷类作物的毁灭性病害，主要由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起。该病原菌产生的B型单端孢霉烯族毒素-脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）不仅是重要的致病因子，更是污染谷物、威胁全球食品安全的重要因素之一。前期研究发现，AtALA1介导的囊泡运输能够将DON包裹在囊泡中，并通过囊泡运输途径将其转运至液泡，从实现细胞解毒（Wang et al., Nat Commun, 2021）。
该研究发现拟南芥P4-ATPase蛋白AtALA1能显著提高小麦对FHB的抗性，而小麦中的同源蛋白TaALA1s却无此功能。进一步研究显示，AtALA1的N端模块通过其独特的[DE]nX1-2FXX[FL]XXXR基序与接头蛋白AP-2的β亚基直接互作，介导网格蛋白依赖的囊泡形成；其C端的Tyr1122、Thr1138和Ser1142位点在DON刺激下会发生WNK10激酶依赖的磷酸化，进而驱动包裹毒素的囊泡向液泡的运输。值得注意的是，[DE]nX1-2FXX[FL]XXXR基序在单子叶植物中的缺失可能是导致作物天然抗性缺陷的原因之一。该研究不仅阐明了植物膜转运蛋白参与毒素解毒的新机制，更为开发抗病作物和保障粮食安全提供了创新思路。通过改造P4-ATPase的N/C端模块，有望实现跨物种的抗毒素能力转移，这对全球气候多变背景下日益严重的农作物真菌毒素污染具有重要的战略意义。
该论文的第一作者为西南大学农学与生物科技学院青年教师王凡龙博士，通讯作者为裴炎教授。南京农业大学马正强教授以及学院作物逆境生物学团队负责人范艳华研究员在论文修改与数据分析中提供了宝贵建议。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115641
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