植物防御真菌感染的关键机制

每年，真菌感染都会摧毁世界上五种最重要的作物 - 大米，小麦，玉米，大豆和马铃薯 - 至少1.25亿吨 - 这一数量可以为6亿人提供食物。真菌不仅是该领域的问题，而且在收获后供应链阶段也会产生巨大损失。此外，应该指出的是，一些真菌会产生霉菌毒素，这种物质能够在人类和动物身上引起疾病和死亡。农民使用杀菌剂来治疗真菌感染，但这些并不总是100%有效，此外，消费者越来越多地要求无农药产品。

与人类一样，植物已制定防御策略以保护自己免受病原体侵害。现在，来自西班牙农业基因组学研究中心(CRAG)的一个研究小组发现，通过SUMO化调节植物中的蛋白质活性对于植物对真菌感染的抵抗力至关重要。

该研究刚刚在Molecular Plant上发表，是CRAG的两位CSIC研究人员合作的结果：蛋白质调控专家Maria Lois和植物免疫应答病原体感染专家MaríaCoca。玛丽亚·洛伊斯说：“这项研究的结果将用于开发作物保护免受真菌感染的新策略。”

SUMOylation：难以学习

SUMO蛋白与其他细胞蛋白结合(SUMOylation)是许多细胞功能的关键过程。例如，在动物中，一些癌症和神经退行性疾病与有缺陷的SUMO化有关。在植物中，已知SUMO缀合调节植物发育和对环境胁迫的响应。

然而，直到现在，SUMOylation一直难以研究，因为其完全抑制导致种子阶段的植物死亡。为了克服这些限制，Maria Lois的研究小组开发了一种新工具，仅部分抑制SUMO化，因此植物可以正常发育。使用基因工程技术，CRAG研究人员引入了一种部分抑制SUMO化的小蛋白片段。

植物更容易受到真菌感染

使用这种新方法，CRAG的研究小组发现，具有受损的SUMO化的植物显示出对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)和Plectosphaerellacucumerina的坏死性真菌感染的易感性增加。“这两种真菌导致植物死亡并以死亡组织为食。灰霉病是一种地理上广泛传播的真菌，可以感染许多植物。它以葡萄种植者而闻名，因为它产生葡萄酒中的高贵腐烂和灰腐病，影响葡萄酒Plectosphaerella cucumerina是一种研究模型，但也是甜瓜等蔬菜作物的重要病原体，“CRAG的CSIC研究员Maria Coca解释说。

此外，研究人员观察到真菌感染后不久，感染植物的蛋白质SUMO化减少。该观察结果表明，坏死性真菌将蛋白质SUMO化作为致病机制降低。因此，这项研究为开发针对病原真菌的作物保护的新策略以及开发更具体的杀真菌剂开辟了新的机会。

部分抑制SUMO化的策略是本研究的关键，但据信还有其他应用。“这种新方法将使我们能够更好地理解SUMOylation调节的过程，最重要的是，它是一种可以在农艺学重要植物中轻松实施的工具，即使是那些具有高遗传复杂性的植物，例如小麦，”Lois解释说。“我们相信仍有许多重要的SUMOylation功能可供发现，我们设计了一种在这方面有所帮助的分子工具，”研究人员补充道。

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