生命科学学院张宪省赵翔宇团队在玉米瘤黑粉病抗性机制研究方面取得新进展

玉米瘤黑粉病是由生物营养型真菌（Ustilago maydis）引起的真菌病，广泛存在于我国各个玉米栽培区。玉米瘤黑粉病可以在玉米的各个地上器官发病，尤其是玉米的雌穗和雄穗，进而影响玉米的产量。近日，山东农业大学生命科学学院张宪省赵翔宇团队在Plant Physiology上发表题为“Maize requiresArogenate Dehydratase 2for resistance toUstilago maydisand plant development”的研究论文，揭示了玉米ZmADT2基因在调控玉米植株发育及瘤黑粉病抗性方面发挥重要作用。

 该研究鉴定到了一个由单基因突变而同时具有矮化和极易感玉米瘤黑粉病的玉米突变体（Maize mutant highly susceptible to U. maydis，mmsu）。通过图位克隆及等位杂交实验证明了是由一个编码arogenate dehydratase/prephenate dehydratase (ADT/PDT) 的基因突变所导致的上述表型，将其命名为ZmADT2。ZmADT2蛋白定位于叶绿体，其基因突变影响了玉米叶绿体超微结构和光合作用。进一步通过转录组和代谢组结合分析挖掘了玉米响应瘤黑粉菌侵染的多个代谢途径。综上所述，该研究证明了ZmADT2是维持玉米代谢通量、叶绿体功能、水杨酸（SA）和木质素生物合成，以及苯丙烷代谢途径所必需的，在抗性和植物发育中起着重要作用。该研究为理解玉米防御瘤黑粉病菌侵染提供了新见解。

生命科学学院赵翔宇教授为该论文的通讯作者，已毕业博士研究生任如昌为论文第一作者。生命科学学院张宪省教授、植物保护学院丁新华教授、孔令广副教授、中科院遗传、山东大学生命科学学院王官锋教授及中科院遗传发育所正高级工程师褚金芳和工程师刘翠梅等参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者计划等项目资助。

 原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae115

图1 玉米mmsu突变体易感瘤黑粉病的表型鉴定

图2 ZmADT2的转基因敲除及基因等位检测