玉米炭疽病菌CgrHtf1与CgrAfh1同源盒转录因子的级联调控机制:无性产孢与附着胞发育的分子枢纽

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Fungal Biology Reviews 4.6

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  本研究揭示了玉米炭疽病菌(Colletotrichum graminicola)中两个同源盒转录因子(HTFs)CgrHtf1和CgrAfh1的级联调控网络:CgrHtf1通过调控黑色素合成和细胞周期基因控制分生孢子(conidia)产量,而CgrAfh1主导信号转导和自噬通路驱动附着胞(appressoria)和菌足体(hyphopodia)的形成。该发现为真菌致病机制提供了新靶点,对作物抗病育种具有重要指导意义。

  

Highlight

玉米炭疽病菌(Colletotrichum graminicola)中两个同源盒转录因子(HTFs)CgrHtf1和CgrAfh1的级联调控机制被首次阐明:CgrHtf1像"分生孢子调度员"一样控制产孢量和黑色素合成,而CgrAfh1则化身"附着胞建筑师",通过激活细胞周期和自噬(autophagy)相关基因驱动感染结构的形成。

Characterization of CgrHtf1 and CgrAfh1

从C. graminicola菌株CgrWT中克隆出的CgrHtf1(608个氨基酸)和CgrAfh1(403个氨基酸)均含有典型同源盒结构域(homeobox domain)。蛋白定位实验显示二者特异性富集于细胞核,符合其转录调控因子的身份。有趣的是,CgrHtf1的C端含有其他真菌同源蛋白中罕见的延伸区域,暗示其可能具有独特的调控功能。

Discussion

这项研究如同破解了真菌致病力的"双因子密码":CgrHtf1通过调控黑色素合成通路基因(如SCD1PKS1)影响分生孢子产量,而CgrAfh1则像分子开关一样激活MAPK信号通路和自噬相关基因(如ATG8),驱动附着胞的形态建成。特别值得注意的是,CgrAfh1过表达菌株产生的附着胞比野生型大30%,这种"超级附着胞"现象为理解真菌机械侵染机制提供了新视角。

Conclusion

研究揭示了HTFs在病原真菌发育中的层级调控模式:CgrHtf1处于调控网络上游控制基本发育过程,而CgrAfh1则在下游精确指挥感染器官的形成。这种"分工协作"机制为开发针对玉米炭疽病的新型防控策略提供了理论依据。

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