作物病原真菌产孢及致病分子机理的研究-福建农林大学科学技术.DOC

项目名称: 作物病原真菌产孢及致病分子机理的研究 推荐奖种: 福建省自然科学奖 推荐单位: 福建省教育厅 项目简介: 本项目属于农业领域的植物病理学科。 作物真菌病害是世界范围内粮食安全保障中的重要限制因子，了解作物真菌病害的侵染循环和发生流行规律是防控作物病害的重中之重。病原真菌的极性生长与细胞分化是其侵染致病所必需的，而分生孢子的产生则是真菌病害侵染循环中的关键环节，决定着病害发生流行的程度。为了持久有效地防控作物真菌病害，有必要深入了解病原真菌生长、细胞分化、产孢及侵染致病的分子机理。 本研究在科技部973计划项目、国家自然科学基金等项目持续支持下，主要围绕主要作物真菌病害的防控，针对其病原菌生长发育和侵染致病的关键环节，开展深入系统性的研究，取得了如下研究成果： 1、揭示了重要作物病原真菌中新的调控产孢的信号途径。首次报道了Rac1-Chm1信号途径特异调控稻瘟病菌的产孢过程，为研究丝状真菌无性繁殖过程的分子调控机理提供了新的分子模型，也为作物真菌病害流行与控制的研究提供了重要的理论指导。 2、阐明了Rho族蛋白在重要作物病原真菌的生长发育及侵染致病过程中的生物学功能。首次明确了Rho族蛋白在稻瘟病菌极性生长、分生孢子形态建成、附着胞发育及侵染致病过程中的重要调控作用，及其在禾谷镰刀菌极性生长、无性繁殖、有性生殖、毒素合成及侵染致病过程中的作用，为制定更加合理有效的真菌病害防治策略和措施提供了重要的理论依据。 3、系统分析了稻瘟病菌及禾谷镰刀菌属中Homeobox基因家族的生物学功能，发现了特异调控分生孢子产生的开关转录因子。稻瘟病菌和禾谷镰刀菌中分别含有7个及13个Homeobox基因，系统功能性分析揭示其中Htf1同源物特异调控病原真菌（如稻瘟病菌、禾谷镰刀菌、轮枝镰刀菌和尖孢镰刀菌）分生孢子的产生，而对营养生长、附着胞形成及侵染致病无调控作用。这是迄今为止发现的稻瘟病菌及镰刀菌属中特异调控分生孢子形成、且负调控分生孢子梗发育的新型转录因子，为进一步筛选新型药物和制定新的防治策略提供了重要的思路。本项目共发表学术论文16篇，其中SCI收录11篇，共被引用359次，其中他引271次，自引88次，单篇引用最大76次。其中8篇代表性论文在国内外相关研究领域中有较大影响，已被国际著名学术杂志Annual Review of Phytopathology、PLoS Pathogen、PLoS Genetics、PNAS、Plant Cell和New phytologist等SCI期刊他引190次，单篇最高他引57次，得到了学术界的广泛认可。研究成果被国际同行应用并成功克隆无毒基因。 主要完成单位:福建农林大学 主要完成人及其贡献： 1. 王宗华：该创新成果的主要发现点的研究思路设计，对重要科学发现中的第1、2、3项均做出了创造性贡献，8篇代表性论文的通讯作者。投入工作量占本人工作总量的80%以上。 2. 郑武：对重要科学发现中的第1项做出了创造性贡献，阐明了Rho族蛋白Rac1、Rho3、Cdc42在稻瘟病菌生长发育及侵染致病过程中的生物学功能，是代表性论文2、3的第一作者。在该项研究中投入工作量占本人工作总量的80%以上。 3. 周洁：对重要科学发现中的第1项做出了创造性贡献，明确了Rho3、Cdc42在稻瘟病菌生长发育及侵染致病过程中的生物学功能，是代表性论文8的第一作者。在该研究中投入工作量占本人工作总量的60%以上。 4. 郑文辉：对重要科学发现中的第3项做出了创造性贡献，系统分析了稻瘟病菌及镰刀菌属中Homeobox基因家族的生物学功能，发现了特异调控病原真菌产孢的开关转录因子，是代表性论文5的第一作者。在该项研究中投入工作量占本人工作总量的60%以上。 5. 叶文雨：对重要科学发现中的第1项做出了创造性贡献，明确了Rac1及其两个候选GAP蛋白MoLrg1和MoRga1对稻瘟病菌产孢及侵染致病起重要的调控作用，是代表性论文7的第一作者。在该项研究中投入工作量占本人工作总量的60%以上。 代表性论文专著目录： 序号 题名 期刊名称 1 Rac1 Is Required for Pathogenicity and Chm1-Dependent Conidiogenesis in Rice Fungal Pathogen Magnaporthe grisea PLOS PATHOGENS 2 A Rho3 homolog is essential for apressorium development and pathogenicity of Magnaporthe grisea EUKARYOTIC CELL 3 A Cdc42 ortholog is required for penetration and vi