稻瘟病菌侵染水稻早期作用机制的研究进展

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,且随着全球人口的增长,水稻的需求量也日益增加,因此其安全生产是全球极其重要的民生问题。稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻最具毁灭性的病害,威胁全球的粮食安全。施用杀菌剂和种植抗病品种是防治该病害的常用策略。然而,杀菌剂的不合理施用会导致环境污染以及病原菌抗药性等问题;并且,病原菌田间致病型复杂、群体组成变化快,导致抗病品种种植几年后丧失抗病性。因此,深入揭示病原菌与寄主互作的分子机制,解析病原菌突破寄主防御、实现侵染致病的机制,可望为新型低毒高效防稻瘟菌剂靶标的发掘提供新思路,同时为应用基因编辑等方法提高寄主植物的抗病性提供重要参考价值。本文总结了稻瘟病菌与水稻互作过程中识别水稻表面信号,经胞吞作用和胞内级联途径将寄主信号传导至胞内,并放大信号,进而调控侵染必需的附着胞的形成机制;同时也介绍了病菌效应子与水稻抗病相关蛋白互作过程中“攻”与“防”的研究进展,并在此基础上对未来有待进一步深入开展的研究方向进行了探讨。

稻瘟病菌与水稻互作早期侵染机制研究进展

水稻是世界上重要的粮食作物之一,是全球30亿以上人口的主粮。由于各种病虫的危害,全球水稻生产和粮食安全受到严重威胁,其中由稻瘟病菌引起的稻瘟病是对水稻最具毁灭性的病害。抗病品种的种植与化学农药的使用能有效地控制稻瘟病的发生。但是,田间稻瘟病菌菌株适应性强、变异快,导致抗病品种连续种植后易失去抗性;同时,病菌抗药性的产生致使化学农药的控制效果降低。因此,从分子水平揭示病菌的致病机制及其与水稻的互作机制可望为研发高效低毒农药提供候选靶标,同时为抗病育种提供新的策略。本文总结了稻瘟病菌在侵染水稻过程中识别并内化水稻表面信号,通过胞内级联途径传递信号,进而分化产生侵染必需的附着胞的机制,同时介绍了该病菌分泌效应分子抑制水稻细胞的防卫反应,促进病菌侵染等方面的研究进展,并对未来有待进一步深入研究的方向进行了思考与展望。