2019年9月10日，吉林大学植物科学学院潘洪玉教授团队在美国微生物学会（American Society for Microbiology）旗舰下学术刊物《mSystems》（IF=6.519）在线发表了题为“The formaldehyde dehydrogenase SsFdh1 is regulated by and functionally cooperates with the GATA transcription factor SsNsd1 in Sclerotinia sclerotiorum”（doi.org/10.1128/mSystems.00397-19）的研究论文。本团队前期研究证明，核盘菌转录因子SsNsd1正调控子囊盘发育，而负调控精孢子产生（Li et al., 2018），但其对核盘菌无性发育与侵染垫形成的具体分子机制尚不清楚。本研究报道了谷胱甘肽依赖型甲醛脱氢酶（GD-FDH）受GATA转录因子SsNsd1的转录并与之互作，共同调控核盘菌菌核形成，侵染垫发育及其致病性，解析了核盘菌子实体发育及致病性的调控新机制，为深入揭示作物菌核病的可持续控制奠定了新理论。

作物菌核病是由核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）侵染引起的一种世界性真菌病害。该病流行性强、分布广、危害重。本研究团队为进一步揭示SsNsd1对核盘菌子无性发育阶段的调控途径与调控网络，首先利用酵母双杂交的手段对SsNsd1的互作蛋白进行了筛选，对初步得到的互作蛋白进行了酵母双杂交（Y2H），双分子荧光互补(BiFC)以及免疫共沉淀(Co-IP)三重验证，最终确定了一个SsNsd1的互作蛋白为甲醛脱氢酶（SsFdh1)。功能研究表明，SsFdh1在甲醛降解、氮素代谢、菌核发育、致病性等方面发挥作用。SsNsd1与SsFdh1均具有典型的半胱氨酸维系的锌指基序（Cys-X₂-Cys-X₁₃-Cys-X₂-Cys/Cys-Xx-Cys）。SsNsd1以两种不同的方式调节SsFdh1: 一是，SsNsd1在SsFdh1的启动子区域直接结合其上的GATA-box调控SsFdh1的转录（(A/T)GATA(A/G)^{—439，—446}）；二是，SsNsd1通过其与SsFdh1锌指区域内半胱氨酸形成的二硫键与SsFdh1结合（SsFdh1^C44-S-S-C331SsNsd1 和SsFdh1^{C173-S-S-C334}SsNsd1)。SsNsd1-SsFdh1的相互作用可以阻止SsNsd1与含有GATA-box的DNA之间的结合。定点突变锌指基序中的半胱氨酸残基，能显著地影响SsNsd1-SsFdh的相互作用以及SsNsd1对DNA的约束能力。SsFdh受SsNsd1的调节并与之共同起调控作用。该研究为核盘菌无性发育与致病性调控机制新突破，并为丝状真菌发育转录调控机制提供了新见解。

潘洪玉教授所带领的“作物重大病害流行预警及其绿色综合防控关键技术研究”团队为吉林省重大科技研发人才团队，致力于核盘菌等重大植物病原真菌发育生物学及其致病机理的研究，取得了国内外同行公认的研究成果，先后发现了多个重要转录因子SsFoxE2, SsFkh1, SsNsd1, SsAms2, SsSte12, SsSfh1等在核盘菌营养生长，菌核成熟，附着胞发育，子囊盘萌发、致病机制等多个发育过程中起决定作用。在核盘菌CRISPR-Cas9基因编辑研究中取得了重要突破。上述成果分别发表在mBio、Molecular Plant Pathology、Phytopathology、Frontiers in Microbiology等刊物上。

吉林大学植物科学学院2018级在读博士朱耿林为论文第一作者，潘洪玉教授等为通讯作者。该项研究连续获得了国家自然科学基金（31972978, 31772108, 31572031, 31271991），以及“十二五”农业部公益性行业（农业）科研专项（201103016）、“十三五”国家重点研发计划项目任务的资助（2018YFD0201005）。

参考文献

Jingtao Li, Wenhui Mu, Selvakumar Veluchamy, Yanzhi Liu, Yanhua Zhang, Hongyu Pan* and J. Rollins*, The GATA-type IVb zinc-finger transcription factor SsNsd1 regulates asexual-sexual development and appressoria formation in Sclerotinia sclerotiorum. Molecular Plant Pathology, 2018, 19(7): 1679–1689.