广东省科学院南繁种业研究所甘蔗育种研究室与华南农业大学常长青研究员团队，在甘蔗黑穗病致病机理研究领域实现重要突破，成功揭示两个关键细胞色素P450酶调控甘蔗鞭黑粉菌致病力的内在机制。近日，相关成果分别发表于《分子植物病理学》（Molecular Plant Pathology）和《真菌期刊》（Journal of Fungi）。

SsPhacA在有性配合/菌丝生长中的调控模型。研究团队供图，下同

甘蔗是我国重要的糖料作物与生物能源作物，其产业发展与食糖安全、乡村振兴紧密相连。然而，由甘蔗鞭黑粉菌引发的黑穗病已成为全球性的真菌病害，严重威胁着甘蔗产业的健康发展。在我国，主栽甘蔗品种的田间发病率普遍处于10%-30%的区间，部分严重田块的发病率更是超过50%。每年因黑穗病导致的原料蔗减产高达千万吨，直接经济损失达数十亿元。

长期以来，化学防治、农业防治等常规手段效果欠佳，且容易使病原菌产生抗药性；而抗病育种不仅周期漫长，还易受病原菌变异的影响。因此，深入解析甘蔗鞭黑粉菌的致病机理，精准寻找防控靶点，已成为保障甘蔗产业可持续发展的当务之急。

在国家自然科学基金等项目资助下，研究团队通过一系列深入细致的实验，相继揭示了细胞色素P450酶家族中两个关键成员——SsPhacA与SsCyp64的致病调控机制：

一方面，SsPhacA通过介导苯丙氨酸代谢，对信息素应答转录因子SsPRF1的转录进行调节，进而影响甘蔗鞭黑粉菌的有性生殖过程。具体而言，SsPhacA在苯丙氨酸代谢途径中发挥关键作用，其活性变化会影响代谢产物的积累，这些代谢产物作为信号分子，能够调控SsPRF1的转录水平，从而决定甘蔗鞭黑粉菌是否进行有性生殖。

另一方面，SsCyp64则参与调节γ-亚麻烯醇的合成，以此调控甘蔗鞭黑粉菌的有性配合和菌丝生长。SsCyp64能够催化特定的生化反应，影响γ-亚麻烯醇的生成量，而γ-亚麻烯醇作为重要的信号分子，在甘蔗鞭黑粉菌的有性配合和菌丝生长过程中发挥着关键的调控作用。

值得注意的是，这两个关键酶均通过影响关键转录因子SsPRF1的转录，进而对甘蔗鞭黑粉菌的有性配合和菌丝生长进行调控，这揭示了它们在致病过程中的协同作用机制。

SsCyp64通过介导γ-亚麻烯醇合成调控甘蔗黑粉菌双核菌丝的形成。

该研究首次揭示的“代谢物—转录因子”调控模式，不仅为其他植物真菌病害的机制研究提供了宝贵的参考范例，有助于科研人员深入理解植物真菌病害的发生发展规律，更为开发新型靶向杀菌剂提供了关键的理论依据和潜在的作用靶点，有望推动新型杀菌剂的研发进程，提高病害防控效果。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/mpp.70188

https://doi.org/10.3390/jof11100729