小麦赤霉病是全球小麦生产中的重要病害，其主要由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起，不仅造成小麦大面积减产，感染的籽粒还会累积呕吐毒素，严重威胁小麦生产安全和人畜健康。然而目前抗赤霉病抗病位点稀少限制了抗病育种工作。因此，深入解析禾谷镰刀菌侵染小麦的致病机制，对小麦赤霉病防控具有重要意义。
近期，实验室魏育明教授/许强教授团队在Plant Physiology在线发表了题为“An effector protein of Fusarium graminearum targets chloroplasts and suppresses cyclic photosynthetic electron flow”的研究论文，揭示了禾谷镰刀菌效应因子Fg03600靶向叶绿体促进光合电子相关蛋白TaPGRL1同源二聚体的形成，抑制植物环式电子传递链，减少叶绿体ATP积累，促进禾谷镰刀菌向死体营养阶段转变的分子机制。
该研究利用基因敲除对禾谷镰刀菌的17个叶绿体靶向效应因子的致病力鉴定表明，Fg03600是一个重要的毒力因子。通过侵染实验证明Fg03600被转运到植物细胞中并在叶绿体中积累，发挥致病功能。利用IP-MS等蛋白互作技术鉴定到Fg03600与TaPGRL1互作，Fg03600不仅促进TaPGRL1寡聚体的形成，而且与小麦铁氧化还原蛋白TaFd竞争性结合TaPGRL1的相同区域，进而影响植物环式电子传递链。
综上所述，Fg03600作为叶绿体靶向效应因子，通过促进TaPGRL1同源二聚体形成或与TaFd竞争性结合TaPGRL1相同区域，破坏了植物的环式电子传递链途径并减少叶绿体ATP积累，促进禾谷镰刀菌向死体营养阶段转变的分子机制。
图1 禾谷镰刀菌效应因子Fg03600调控叶绿体功能的模式图
四川农业大学已毕业硕士金敏霞和在读博士胡苏为论文共同第一作者，实验室许强教授、魏育明教授该论文的共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金、四川省自然科学基金、西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室等的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae538
