SsSmk1-SsSom1-SsMsb2通路调控核盘菌侵染垫形成及致病性的分子机制

本文揭示了核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)中SsSmk1-SsSom1-SsMsb2信号通路调控侵染垫(infection cushion)形成的关键机制。研究发现转录因子SsSom1通过结合膜蛋白SsMsb2启动子激活其表达，进而与SsSte50互作激活MAPK通路，驱动致病性发育。宿主诱导基因沉默(HIGS)靶向SsSom1可显著降低菌株毒力，为核盘菌茎腐病防控提供了新靶点。

　　

ABSTRACT

核盘菌引发的菌核病严重威胁全球粮食安全。研究首次阐明SsSmk1-SsSom1-SsMsb2级联通路通过调控侵染垫分化影响致病力的分子机制。SsSom1作为关键转录因子，直接激活膜传感器SsMsb2的表达，后者通过SsSte50激活MAPK信号级联，这一发现为开发新型防控策略奠定基础。

1 Introduction

植物病原真菌通过侵染垫等特殊结构穿透宿主，其中MAPK信号通路起核心调控作用。核盘菌侵染垫发育机制尚不明确，现有HIGS靶点效率有限。研究聚焦跨膜蛋白感知信号转导途径，探究SsSmk1上游调控网络及其与SsSom1的互作机制。

2 Results

2.1 SsSmk1与SsSom1互作

酵母双杂交(Y2H)和pull-down实验证实SsSmk1与SsSom1直接互作，共定位于细胞核。ΔSssmk1突变体丧失侵染垫形成能力，而SsSom1在侵染阶段表达量显著上调。

2.2 SsSom1调控菌丝生长

ΔSssom1突变体生长速率降至0.5 mm/h（野生型2 mm/h），细胞壁完整性相关基因ERG1/ERG6表达下降，溶壁酶敏感性增加。Western blot显示SsSmk1磷酸化水平在突变体中消失。

2.3 SsSom1影响发育与致病性

ΔSssom1完全丧失菌核形成能力，自噬标记蛋白GFP-Atg8荧光减弱。侵染洋葱表皮实验显示突变体无法形成侵染垫和侵入菌丝，对完整叶片完全无毒力。

2.4 SsSom1结合SsMsb2启动子

染色质免疫沉淀(ChIP-qPCR)证实SsSom1结合SsMSB2启动子区AGCCTCTGCTCTGTACTCAA motif。双荧光素酶报告系统显示共表达SsSmk1可使SsMSB2启动子活性提升3.8倍。

2.5 SsMsb2的生物学功能

ΔSsmsb2突变体生长正常但菌核脆弱，侵染垫形成缺陷。膜蛋白SsMsb2通过胞内段与SsSte50互作，激活SsSmk1磷酸化，该过程依赖SsSom1的转录调控。

2.6 SsSmk1增强SsMSB2转录活性

ChIP-qPCR揭示侵染垫诱导条件下，SsSmk1存在时SsSom1对SsMSB2启动子的结合活性提升4.2倍，形成正向反馈调节环。

2.7 HIGS应用潜力

本氏烟中表达SsSom1-RNAi使病斑面积减少68%，而SsMsb2-RNAi无显著效果，证实SsSom1作为HIGS靶标的优越性。

3 Discussion

研究阐明SsSmk1-SsSom1-SsMsb2构成的核心调控模块：膜传感器SsMsb2接受环境信号后，通过SsSte50激活MAPK级联，同时SsSmk1磷酸化增强SsSom1对SsMSB2的转录激活，形成级联放大效应。相比传统靶点，SsSom1因其在信号通路上游的关键位置，展现出更强的HIGS抑制效果。

4 Experimental Procedures

采用split-marker PCR构建基因敲除株，通过农杆菌介导的本氏烟瞬时表达系统进行双荧光素酶报告实验。蛋白质互作分析结合GST pull-down和Co-IP技术，磷酸化检测使用Phospho-p44/42 MAPK抗体。所有实验设三次生物学重复，统计学分析采用Tukey's HSD检验。