甘蔗是我国重要的糖料和生物能源作物。由甘蔗鞭黑粉菌（Sporisorium scitamineum）引起的甘蔗黑穗病几乎危害我国甘蔗产区所有主栽品种，并且迅速成为影响我国蔗区产业发展最严重的病害之一。研究表明，甘蔗鞭黑粉菌通过有性生殖形成双核菌丝体是其侵染致病的关键步骤。近期，广东省科学院南繁种业研究所甘蔗育种室联合华南农业大学微生物研究中心在中科院一区Top期刊《Virulence》上发表了题为“SsCyp86 modulates Sporisorium scitamineum mating/filamentation and pathogenicity through regulating fatty acid metabolism”的研究论文。该研究揭示了细胞色素P450酶SsCyp86 通过脂肪酸代谢调节信息素应答转录因子SsPrf1的转录，进而调控甘蔗鞭黑粉菌的有性生殖和致病性。这些发现为CYP如何调节植物病原真菌的有性生殖和致病性提供了新见解。

研究团队发现一个细胞色素P450酶编码基因SsCYP86的表达受甘蔗蜡或有性配合/菌丝生长诱导，该基因突变导致抗氧化胁迫能力、有性配合/菌丝生长和致病力均显著降低，表明SsCyp86在甘蔗鞭黑粉菌有性生殖和侵染致病过程中具有重要作用；进一步研究发现信息素应答转录因子编码基因SsPRF1的转录水平在SsCYP86敲除突变体中显著下调，而提高SsPRF1的转录水平可恢复SsCYP86敲除突变体的有性配合/菌丝生长；通过脂肪酸代谢组学分析发现，SsCYP86突变体的有几种中长链脂肪酸显著降低，外源补充含量下降的顺-11-二十碳烯酸（C20:1N9）、十五烷酸（C15:0）和亚麻酸（C18:3N3）可恢复SsCYP86敲除突变体的信息素应答转录因子编码基因SsPRF1的转录水平和部分恢复SsCYP86敲除突变体的有性配合/菌丝生长，表明SsCyp86通过调节脂肪酸代谢，介导SsPrf1调控甘蔗鞭黑粉菌的有性配合/菌丝生长。研究结果不仅有助于完善甘蔗鞭黑粉菌侵染致病的调控网络，同时也为以细胞色素P450酶为靶标设计杀菌剂提供理论基础。

图 补充脂肪酸代谢产物对SsCYP86敲除突变体有性配合的影响

该研究得到华南农业大学微生物研究中心常长青研究员的指导及其团队的帮助。广东省科学院南繁种业研究所甘蔗育种研究室、华南农业大学已出站博士后蔡恩平博士为该论文的第一作者，华南农业大学常长青研究员为通讯作者。广西农科院甘蔗研究所颜梅新研究员也参与了该工作。该研究得到了广东省科学院发展专项、广东省自然科学基金、国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1080/21505594.2024.2395833

（甘蔗育种研究室/供稿）