科技创新进展：揭示UvKmt6在稻曲病菌侵染过程中的调控作用
近日，Virulence期刊在线发表了中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室寇艳君团队题为“UvKmt6-mediated H3K27 trimethylation is required for development, pathogenicity, and stress response in Ustilaginoidea virens”的研究论文。研究发现表观阻遏修饰因子多梳复合体PRC2亚基UvKmt6负责稻曲病菌染色质组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化修饰，调控效应子、次级代谢和逆境响应相关基因的转录表达继而影响稻曲病菌的发育、致病力和逆境响应能力，为揭示稻曲病菌与水稻互作的分子机制奠定了重要理论基础。
稻曲病是水稻生产上的重要真菌病害之一。该病害的发生不但降低水稻产量，还产生多种稻曲毒素和稻绿核菌素，严重影响稻米品质和食品安全。现阶段稻曲病菌的致病机理仍不十分清楚，研究其致病机理和侵染生物学特性，挖掘潜在药物靶标，可为制定稻曲病菌防控策略提供理论基础。染色质上的表观修饰H3K27me3作为一种表观记忆，在不同生物的发育和分化中扮演重要角色。多梳硫蛋白复合体PRC2是介导H3K27me3修饰的主要复合体，然而其在稻曲病菌的发育和致病中的作用并不清楚。本研究通过构建稻曲病菌UvKMT6的敲除突变体和回补突变体，发现UvKMT6的敲除突变体生长减慢，产孢能力下降，致病力减弱及对各种逆境胁迫敏感。
进一步通过Western blot和ChIP-Seq，发现UvKmt6是稻曲病菌染色质H3K27me3这一修饰建立所必需的。本研究也发现UvKmt6介导的H3K27me3修饰调控至少55个假定的效应子蛋白的表达，这其中包含了5个被报道参与抑制寄主免疫。除了效应子，次级代谢相关基因（聚酮合成酶PKS，非核糖体多肽合成酶NRPS和细胞色素P450）和细胞壁逆境及营养逆境响应相关基因同样受到UvKmt6介导的H3K27me3修饰的调控。
综上所述，该研究在稻曲病菌中鉴定了一种重要的表观遗传修饰H3K27me3及分析了其催化酶UvKmt6在稻曲病菌生长发育、致病侵染和逆境响应中的调控作用，揭示了UvKmt6在稻曲病菌侵染宿主过程中的表观调控角色，为揭示稻曲病菌与水稻互作的分子机制奠定了重要理论基础。
该研究得到国家自然科学基金和中国水稻研究所重点研发项目的资助。我所水稻生物学国家重点实验室孟帅博士、刘志权博士和时焕斌助理研究员为该论文的共同第一作者，我所寇艳君研究员和华中农业大学植物科技学院罗朝喜教授为本文的共同通讯作者。浙江省农科院林福呈教授和浙江大学生物技术研究所陶增教授等也参与了本研究工作。
论文链接：
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21505594.2021.2008150