Nature Communications | 中国农科院合作研究揭示稻瘟菌在水稻细胞内活体营养生长的机制！

稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）可引起稻瘟病，是栽培水稻中最具毁灭性的病害。M.oryzae是一种半活体营养型真菌，是一类重要的真核微生物植物病原菌，在入侵寄主后，会产生侵染性菌丝（IH），在寄主植物活细胞中生长很长一段时间而不被发现，然后从活体营养生长阶段转入死体营养生长阶段，此时寄主细胞死亡并出现病害症状。在M. oryzae中，IH被包裹在植物源性的外侵菌丝膜（EIHM）中，形成一个界面区室，Bas4等质外体效应因子可被部署到该界面区室中。M. oryzae IH还与称为活体营养界面复合体（BIC）的富含脂质的植物结构结合。在接种后28-32 h（hpi）左右，单个BIC在第一个被感染的水稻细胞中形成，在44 hpi左右，当IH扩散到邻近细胞时，在IH顶端形成。BIC在IH外形成并积累分泌的细胞质效应蛋白，如Pwl2，然后转运到宿主细胞内。分泌效应蛋白的作用是逃避宿主检测或抑制植物防御反应。除效应蛋白外，M. oryzae的抗氧化系统也是活体营养入侵成功的关键，它可以清除宿主的活性氧（ROS），否则会触发植物的先天免疫。

然而，人们对这种细胞内活体营养生长阶段的机理知之甚少。2023年7月12日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了中国农业科学院与美国内布拉斯加大学林肯分校Richard Wilson团队合作的最新相关研究成果，题为A protein kinase coordinates cycles of autophagy and glutaminolysis in invasive hyphae of the fungus Magnaporthe oryzae within rice cells的研究论文。

在这篇文章中，科研人员发现M. oryzae丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Rim15通过协调侵入菌丝中的自噬和谷氨酰胺溶解循环来促进活体营养生长。在诱导自噬的同时，RIM15磷酸化NAD依赖性谷氨酸脱氢酶，导致α-酮戊二酸水平增加，从而重新激活靶向TOR激酶信号，抑制自噬。敲除RIM15可减轻侵入性菌丝的生长并触发植物免疫；外源添加α-酮戊二酸可防止这些效应，而添加葡萄糖仅可抑制宿主防御。科研人员的研究结果表明，依赖于RIM15的自噬通量循环通过谷氨酰胺溶解释放α-酮戊二酸，以重新激活TOR信号转导并促进活体营养生长，同时为抗氧化介导的宿主先天免疫抑制保存葡萄糖。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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