我公司首席科學家李平在世界科學研究領域最具影響力的Nature Communications（自然雜志）上成功發表關于水稻紋枯病菌的進化和病原機制研究成果

    以四川農業大學水稻研究所鄭愛萍研究員為第一作者、我公司首席科學家李平教授為通訊作者，“The Evolution and Pathogenic Mechanisms of the Rice Sheath Blight Pathogen”（水稻紋枯病菌的進化和病原機制）于2013年1月29日刊發在該日出版的Nature Communications上，為該期論文首頁推薦文章。

    紋枯病是水稻的第二大病害，在全球稻區普遍發生，特別在高溫高濕環境和高肥栽培條件下嚴重發生，造成嚴重減產和降低稻米品質。立枯絲核病原菌R. solani AG1 IA是水稻紋枯病的主要致病菌，也是玉米紋枯病、大豆紋枯病的重要致病菌。該病原菌寄主范圍廣，又具有多核、雜合、有性生殖退化等特性，人們對其病原機制和生物學特性的認識十分有限。由于病原機制復雜，且尚未發現高抗紋枯病的農作物品種資源，抗病育種未取得突破性進展，生產上不得不大量施用化學農藥進行防治，既增加生產成本更污染環境。

    該研究采用第二代測序技術對R. solani AG1 IA進行全基因組測序，組裝出37M的全基因組框架圖，基因組的雜合度為0.12%，檢測到43,121 SNP位點，并獲得真菌中最大的146 kb線立體完成圖。6,156個基因注釋到Pfam等四個數據庫，其中257個基因注釋到致病因子數據庫PHI中。與擔子菌類和不同類型病原菌比較基因組發現，其具有特有的致病基因家族和功能蛋白?；蚪M系統進化分析確定了其在擔子菌亞門獨特的進化地位，以及重復序列對基因組進化的影響。分析表明該病原菌并不具有龐大的碳水化合物水解酶家族，卻具有獨特的水解酶、吲哚類生物堿次生代謝產物合成酶以及相關的轉運蛋白、細胞色素P450等致病相關決定因子。通過病原菌侵染寄主不同時期的基因表達分析，構建了致病因子在侵染過程中的表達模式及預測到未知致病相關功能基因。從預測到的234個侵染早期高表達分泌蛋白中，經驗證獲得三類與寄主水稻、玉米、大豆互作的新型效應因子，揭示了效應因子的寄主?；?、快速群體進化和正向選擇特性。用分離到的效應因子對水稻種質資源進行了抗感鑒定及遺傳群體分析，初步篩選到抗感明顯的種質資源。同時還預測構建了水稻紋枯病的致病信號傳導途徑，以及bipolar有性生殖方式。該研究成果基于基因組水平對致病決定因子的分析揭示出水稻紋枯病菌廣寄主寄生生活方式和獨特病原機制。

   該研究是繼稻瘟病菌之后又一個從基因組水平全面解析病原機制的水稻真菌病害，為全面認識此類具有多融合群、多核雜合的重大真菌病害具有重要意義。該基因組框架圖是用新一代測序技術、運用多種組裝技術并通過Sanger方法驗證的具有高質量的真菌基因組圖譜。該文為國際首次報道水稻紋枯病病原菌測序成果，首次揭示其進化地位和病原機制。同時，也是首次對含有100多個種屬的立枯絲核病原菌基因組測序，為研究該類病原菌與寄主互作、necrotroph類病原菌與寄主互作機制提供研究模式。新型效應因子等的發現和研究將為水稻、玉米和大豆農作物紋枯病抗性種質的發掘、創制和應用以及病原菌寄主互作新機制研究奠定了重要基礎。

論文鏈接：http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n1/full/ncomms2427.html