——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
2025年11月13日，PNAS期刊在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王成樹研究組題為“A binary-distributed effector modulates fungal host preference for drosophilids by targeting a lineage-specific immune factor”的研究論文，揭示了球孢白僵菌不同菌株偏好感染不同昆蟲寄主的作用機制。
病原菌的不同菌株對同一寄主常表現(xiàn)出顯著的致病力差異，這種現(xiàn)象廣泛存在。然而，菌株寄主偏好性的形成與作用機制多不明確。球孢白僵菌已經(jīng)被廣泛應(yīng)用為環(huán)境友好的真菌殺蟲劑，針對不同靶標害蟲，大規(guī)模篩選、應(yīng)用高毒力菌株是害蟲高效防治的重要保障。
在前期白僵菌種群遺傳研究的基礎(chǔ)上（ISME J,2020），他們針對近300個球孢白僵菌菌株按原始分離寄主、以昆蟲目為單元進行分組，基因組關(guān)聯(lián)分析表明：初始分離自雙翅昆蟲的菌株基因組存在兩個異常位點（outlier）。進一步針對不同位點編碼基因進行基因缺失及生物測定，獲得顯著影響白僵菌感染蠅類昆蟲的潛在效應(yīng)子基因Bhe1，該基因不僅在不同菌株中存在有無的二元分布特征，編碼蛋白也存在長度差異。Bhe1基因缺失突變株感染雙翅目的蚊蟲及其他目昆蟲的毒力不受影響。
以Bhe1為誘餌進行文庫篩選，獲得并驗證表明，Bhe1同果蠅屬特異的功能未知蛋白Dsff1 （drosophilid-specific factor against fungi ）互作，該基因受Toll信號途徑調(diào)控，干擾Dsff1會顯著影響果蠅抗真菌感染的能力。進一步以Dsff1為誘餌，篩選及驗證證明，Dsff1同果蠅Bbd蛋白互作，后者為輔助抗菌肽分泌的關(guān)鍵因子。針對Dsff1和Bbd干擾品系被感染后的血淋巴進行質(zhì)譜分析表明，與突變品系中的抗菌肽基因表達水平顯著上調(diào)相反，胞外抗菌肽水平顯著下調(diào)。證明Dsff1作為Bbd的輔因子，共同調(diào)控抗菌肽的分泌。使用Bhe1突變株感染Dsff1干擾品系的死亡率與對照無顯著差異；在不含Bhe1基因的菌株中表達Bhe1則提高了菌株對果蠅感染毒力，證明Bhe1與Dsff1的對應(yīng)互作關(guān)系。
該研究成果證明，球孢白僵菌不同菌株中有無分布的效應(yīng)子作用于蠅類昆蟲特異的新型免疫因子、抑制抗菌肽分泌，該基因的有無決定了菌株針對蠅類昆蟲的低效或高效殺蟲活性，即寄主偏好性。論文成果為高效殺蟲菌株的篩選與應(yīng)用提供了理論支撐。
中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心與上?？萍即髮W(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生羅玉娟和已畢業(yè)博士盛馨露同學(xué)為論文共同第一作者，研究組韋東翔、宋雙秀、陳晨、吳鴻韻同學(xué)及尚俊梅助理研究員參與了部分研究工作，王成樹研究員為論文通訊作者。感謝詹帥研究員幫助指導(dǎo)工作。該研究得到國家自然科學(xué)重基金委創(chuàng)新群體、重點項目及國家重點研發(fā)計劃等項目資助。
原文鏈接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2518127122
不同球孢白僵菌菌株寄主偏好性的形成與其是否編碼Bhe1效應(yīng)子相關(guān)
