代谢组学

浙江大学采用非靶向代谢组学确定鞘脂是稻瘟病菌附着胞发育和致病的关键信号元件

学术快报
浙江大学采用非靶向代谢组学确定鞘脂是稻瘟病菌附着胞发育和致病的关键信号元件

植物科学最前沿

2019年8月20日,农学院林福呈教授团队在微生物学杂志mBio(IF5=7.27)上在线发表了题为“Metabolomics Analysis Identifies Sphingolipids as Key Signaling Moieties in Appressorium Morphogenesis and Function in Magnaporthe oryzae”的研究论文,采用非靶向代谢组学确定鞘脂是稻瘟病菌附着胞发育和致病的关键信号元件,研究结果为分析与侵染相关的信号网络中的化学成分提供新视角,为开发针对水稻和其他谷类病害的新型药物提供了潜在的靶标。

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研究采用非靶向代谢组学来分析稻瘟病菌附着胞内的代谢物质,建立了稻瘟病菌代谢组学的研究平台,鉴定出53个存在于分生孢子和24h成熟附着胞之间的差异代谢物,明确指出甘油不仅仅是附着胞膨压产生的唯一来源。研究成功发现了包括早期鞘脂合成在内的六个关键代谢途径的显著变化。通过小分子抑制剂、遗传分析和化学互补分析等,确定了鞘脂是稻瘟病菌附着体发育和致病的关键信号元件。

论文利用非靶向代谢组学分析了附着胞内的代谢物质,确定了神经酰胺是附着胞正常发育和致病所必需的代谢物质。神经酰胺调控附着胞发育的有丝分裂过程,并进一步影响调控附着胞极性生长的PKC-CWI信号途径的磷酸化水平。对于神经酰胺敲除突变体的脂质分析表明,MoLAG1产生的神经酰胺主要合成真菌中的复杂鞘脂葡糖基神经酰胺。通过遗传分析手段证明了葡糖基神经酰胺对于稻瘟病菌致病过程的重要性。

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农学院刘小红副教授和博士研究生梁爽为共同第一作者,林福呈教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的支持。

稻瘟病严重威胁全球水稻产量和粮食安全。稻瘟病菌具有典型的侵染循环,即通过产生分生孢子来传播病害。附着胞形成与否决定病菌是否成功入侵,该研究机理是国际研究热点。近25年来,林福呈教授及其团队致力于稻瘟病菌致病机理和病害防治研究,取得了国内外公认的研究成果,在Autophagy、New Phytologist、PloS Pathogens、Virulence 等高水平期刊上发表了近90余篇在国际上有影响力的SCI论文,他引近7000次,证明了细胞自噬途径与病菌附着胞膨压积累和其穿透寄主表面紧密相关。

论文

https://doi.org/10.1128/mBio.01467-19

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