近日，中国农业科学院棉花研究所棉花病害防控与风险评估创新团队研究发现了两个大丽轮枝菌M35家族金属蛋白酶VdM35-1和VdASPF2，并揭示了其通过调控大丽轮枝菌产孢、菌丝生长、孢子形态及碳源利用等，调节大丽轮枝菌的适应性和毒力，为进一步阐明大丽轮枝菌的致病机理提供了理论基础。相关研究结果发表在《微生物学波普（Microbiology Spectrum）》上。
大丽轮枝菌是一种土传病原真菌，其本身所形成的的微菌核可在土壤中长期存活，由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病是棉花生产中最重要的病害，严重威胁我国棉花产业的可持续发展。金属蛋白酶被认为是真菌病原体中的重要毒力因子，广泛分布于大丽轮枝菌、尖孢镰刀菌和其他丝状真菌中。M35家族金属蛋白酶属于病原体分泌的锌离子依赖性蛋白酶，目前M35家族金属蛋白酶在大丽轮枝菌中的功能尚不清楚。
该研究从大丽轮枝菌分泌蛋白中鉴定到两个M35家族金属蛋白酶VdM35-1和VdASPF2，并发现二者定位于细胞膜内，可诱导细胞坏死并激发植物免疫反应。金属蛋白酶VdM35-1在诱导细胞死亡的过程中依赖于膜受体蛋白NbBAK1和NbSOBIR1，而金属蛋白酶VdASPF2则不依赖。这两个金属蛋白酶的编码基因VdM35-1基因和VdASPF2基因的缺失将导致病原菌产孢量减少、菌丝分支生长缓慢、孢子畸形及碳源利用率降低，进而致使大丽轮枝菌致病性显著降低。研究结果为进一步揭示病原菌致病的分子机制奠定了理论基础，为防控棉花黄萎病提供了新思路。
该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程和三亚崖州湾科技城“崖州湾”精英人才科技专项等资助。（通讯员 梁冰）
原文链接：https://doi.org/10.1128/spectrum.02477-22
