微生物特别是土壤中的细菌和真菌在生长发育过程中会分泌大量的小分子化合物——次生代谢物，这些物质和初生代谢物不同，它们不是微生物生长所必需的，但对微生物适应外界环境至关重要，无论是应对非生物胁迫还是生物胁迫。大丽轮枝菌是棉花黄萎病的致病原，严重影响了棉花纤维的产量和品质。在侵染宿主时，大丽轮枝菌会分泌大量的次生代谢物，这些次生代谢物严重干扰了宿主的正常生命活动，使宿主免疫力下降，从而促进病原菌的入侵。目前关于大丽轮枝菌如何通过调控脂代谢及次生代谢来影响致病性尚不清楚。
最近，中国科学院微生物研究所孔照胜课题组研究揭示了大丽轮枝菌侵染棉花过程中通过调控脂质代谢和次生代谢来影响致病性的机制。相关研究结果以“Verticillium dahliae VdBre1 Is Required for Cotton Infection by Modulating Lipid Metabolism and Secondary Metabolites ”为题在Environmental microbiology杂志发表。
孔照胜课题组研究发现组蛋白E3连接酶VdBre1能够调控病原菌脂质代谢，进而影响次生代谢物的合成。通过对敲除突变体的观察发现，突变体的生长速率和产孢数量与野生型相比有明显下降。同时，侵染棉花实验表明突变体的致病能力完全丧失。通过对突变体侵染棉花根部过程的显微观察发现，突变体能够在根部表面附着和生长，但不能进入根的维管束。进一步通过转录组和代谢组分析发现，突变体与野生型相比在脂质的代谢上有明显异常，同时体内的萜类和聚酮化合物明显也减少。通过对脂滴的染色发现，与野生型相比，突变体孢子中脂滴的大小也发生了明显的异常。该研究结果为大丽轮枝菌的生物防控提供了一个有效的新靶标。
图一、VdBre1能够调控大丽轮枝菌脂质代谢和次生代谢物的合成
孔照胜研究员为通讯作者，博士研究生王欢为该研究论文的第一作者，田娟副研究员和博士生陈斌也参与了部分工作。本研究得到国家重点研发计划和植物基因组学国家重点实验室的资助。
论文链接：https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1462-2920.15319
