A single fungal MAP kinase controls plant cell-to-cell invasion by the rice blast fungus

First author: Wasin Sakulkoo; Affiliations: University of Exeter (埃克塞特大学): Exeter, UK

Corresponding author: Nicholas J. Talbot

Blast disease (稻瘟病) destroys up to 30% of the rice crop annually and threatens global food security. The blast fungus Magnaporthe oryzae invades plant tissue with hyphae (菌丝) that proliferate (增殖) and grow from cell to cell, often through pit fields (纹孔场), where plasmodesmata (胞间连丝) cluster. We showed that chemical genetic inhibition of a single fungal mitogen-activated protein (MAP; 丝裂原活化蛋白) kinase, Pmk1, prevents M. oryzae from infecting adjacent plant cells, leaving the fungus trapped within a single plant cell. Pmk1 regulates expression of secreted fungal effector proteins implicated in suppression of host immune defenses, preventing reactive oxygen species generation and excessive callose (胼胝质) deposition at plasmodesmata. Furthermore, Pmk1 controls the hyphal constriction (菌丝收缩) required for fungal growth from one rice cell to the neighboring cell, enabling host tissue colonization and blast disease.

每年稻瘟病会毁坏高达30%的水稻作物，威胁着全球的粮食安全。稻瘟病菌通过菌丝侵染植物组织，菌丝能够不断增殖，通过胞间连丝聚集的纹孔场从一个细胞生长到另一个细胞。本文研究显示对于真菌丝裂原活化蛋白MAP激酶Pmk1的化学抑制会阻止稻瘟病菌侵染邻近的植物细胞，从而将真菌困在单个植物细胞中。Pmk1能够调控分泌型真菌效应蛋白的表达，该蛋白通过阻止胞间连丝中活性氧物质的产生和胼胝质的过量沉积进而在抑制寄主免疫响应方面起作用。此外，Pmk1还能控制菌丝收缩，菌丝收缩对于真菌从一个细胞生长到邻近细胞至关重要，保证了真菌对寄主植物的侵染和稻瘟病的爆发。

通讯：Nicholas J. Talbot (http://biosciences.exeter.ac.uk/staff/index.php?web_id=nick_talbot)

个人简介：1983-1986年，威尔士大学，微生物学，学士；1986-1990年，东安格利亚大学，分子遗传学，博士；1990-1993年，普渡大学，博后。

研究方向：主要进行植物基因的生物学研究，尤其对真菌感染活体寄主植物、侵染细胞组织并导致疾病的机制感兴趣。实验室主要以稻瘟病菌与水稻之间的互作作为研究模型，目前的研究课题主要有：1）细胞周期对于附着胞形态建成的影响；2）侵染相关的自噬的作用；3）septin介导的植物侵染机制；4）附着胞膨压产生的机制。

doi: 10.1126/science.aaq0892

Journal: Science

Published date: 23 March, 2018

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