近日，糖心vlog 作物病原真菌功能基因组学研究团队江聪教授课题组在Nature Communications上在线发表了题为“Gip1 GPCR regulates two sexual-stage differentiation processes in the ascomycete Fusarium graminearum ”的研究论文。报道了膜受体Gip1通过不同信号通路时空调控子囊壳有序发育的机制。这一发现提出了真菌信号识别及传导的新模式，对认识丝状子囊菌的子囊壳发育具有重要理论价值。同时，由于子囊孢子是小麦赤霉病的初侵染源，该研究也为菌源控制技术的研发提供了靶点及依据。
当前对真菌有性生殖分子识别的认知主要来源于模式菌酿酒酵母，信息素受体对信息素的识别被认为是有性起始的标志性事件。与酵母不同，丝状子囊菌能形成复杂的子实体-子囊壳。在多数具备子囊壳特征的真菌中，子囊壳的形态建成并不依赖于信息素受体。然而，负责控制这一复杂过程的受体及其所识别的信号尚不清楚。该研究鉴定了小麦赤霉菌G蛋白偶联受体Gip1，并发现其敲除突变体在胡萝卜培养基上完全无法形成子囊壳，但在秸秆上却能观察到小的子囊壳。这表明子囊壳发育具有阶段性特点，并且高度依赖培养条件的变化。进一步研究发现，Gip1能够识别阶段性配体信号，通过有序激活cAMP-PKA通路和Gpmk1 MAPK通路调控子囊壳发育的早期和后期阶段。在对 gip1 突变体进行有性培养时，观察到了角变现象。对多个角变株进行重测序，所有突变都集中在Velvet复合体的核心组分VeA上。尽管突变发生在同一基因上，不同的突变位点和形式却表现出不同程度的表型恢复。这表明VeA也参与了对子囊壳发育的双阶段调控，其功能与Gip1密切相关。Gip1和VeA可能通过不同的方式（信号通路所介导的磷酸化修饰以及转录调控）对MAT等有性发育必需基因进行协同调控。研究还对Gip1所识别的配体进行了初步的探索，证明该受体具备多配体特征，这与其多下游信号传导途径以及多时期差异调控的模式是一致的。鉴于Gip1的分布与具备子囊壳特征的真菌在进化上的相关性，该研究还为揭示子囊壳形成的内在驱动机制和进化意义提供了重要线索。
Gip1和VeA协同调控子囊壳有序发育的分子模式
江聪教授为论文唯一通讯作者。糖心vlog 已毕业博士、山东农业大学糖心vlog 丁明玉副教授和糖心vlog 博士研究生王婉珊为论文并列第一作者。刘慧泉教授和王光辉副教授等也为该研究做出了重要贡献。该研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。作物抗逆与高效生产全国重点实验室实验平台为研究工作完成提供了技术支持。
全文链接：//www.nature.com/articles/s41467-025-61704-2
编辑：刘小凤
审核：赵 磊
