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https://doi.org/10.1186/s42483-023-00171-3全世界有一半的人口以稻米为主食。中国是世界上水稻栽培历史最悠久的国家，考古证据表明，早在六七千年以前，浙江余姚河姆渡就已种植水稻。中国一直是稻谷产量大国，根据国家统计局数据，2022年全国稻谷播种面积2945万公顷，稻谷产量2.08亿吨。稻曲病 (Rice false smut) 又称伪黑穗病、绿黑穗病、谷花病和青粉病，俗称“丰产果”。近年来，随着易感的高产粳稻与杂交稻广泛种植、化肥的过度利用与气候环境和栽培措施的改变导致稻曲病从次要水稻病害上升为主要病害，成为水稻生产上最重要的三大真菌病害之一。研究数据显示，在我国稻曲病年平均发病面积达4590万亩，严重的年份发病面积甚至超过稻瘟病。同时，病原菌产生的毒素对植物和动物具有广泛毒害作用。因此，稻米质量安全面临农药残留和真菌毒素的双重污染。但由于稻曲病为新兴病害，研究基础相对薄弱，导致病原菌致病分子机制不清楚，成为构建高效绿色防控技术的瓶颈问题。Phytopathology Research在线发表了吉林农业大学/中国农业大学孙文献团队题为“Molecular mechanisms of Ustilaginoidea virens pathogenicity and their utilization in disease control ”的综述文章。该论文系统全面地综述了有关稻曲病菌致病分子机制的主要研究进展：1) MAPK和Ras/cAMP信号通路参与调控稻曲病菌致病的分子机制（图1）；2) 各种不同类型转录因子在调控稻曲病菌毒力中发挥的作用；3) 蛋白质翻译后修饰 (PTMs) 与自噬对稻曲病菌毒力的影响；4) 稻曲病菌中最主要的3种毒素及其生物合成基因在病原菌致病性中的作用；5) 一些未归类的毒力蛋白对稻曲病菌生长、发育和致病性的影响；6) 稻曲病菌效应蛋白作用于寄主的靶标蛋白，抑制水稻免疫从而促进稻曲病菌侵染的分子机制（图2）；7) 探讨了宿主诱导基因沉默等生物技术应用于抗性分子设计育种的策略。最后，论文还对稻曲病研究和防控所面临的问题以及未来的研究方向进行了展望。图1 稻曲病菌中高度保守的5个MAPK信号通路示意图图2 稻曲病菌效应蛋白靶向寄主蛋白并抑制植物免疫的分子机制示意图
吉林农业大学/中国农业大学孙文献教授和吉林农业大学植物保护学院李大勇副教授为本文的共同通讯作者，吉林农业大学植物保护学院博士研究生于思文为本文的第一作者，中国农业大学的汪激扬副教授，吉林农业大学的赵丹和杨翠老师参与了相关工作。本研究得到了国家自然科学基金、国家水稻产业技术体系和吉林省科技发展计划项目的资助。
吉林农业大学植物保护学院孙文献教授领衔的植物与病原菌分子互作创新团队一直致力于水稻病害的研究与防治工作，重点围绕水稻与稻曲病菌和细菌性条斑病菌互作分子机制，抗性基因鉴定及水稻病害绿色防控等方面开展研究工作。近些年来，在Nature Communications、Plant Cell、New Phytologist 和Science Signaling等国内外知名学术期刊上发表系列研究成果。
Cite this article:
Yu, S., Liu, P., Wang, J. et al. Molecular mechanisms of Ustilaginoidea virens pathogenicity and their utilization in disease control. Phytopathol Res. 2023; 5: 16. https://doi.org/10.1186/s42483-023-00171-3
