大豆灰斑病又称褐斑病、蛙眼病，由真菌Cercospora sojina Hara引起，是世界性的病害，同时也是我国大豆主产区的一个主要病害，尤其在东北三省的发病最重。大豆灰斑病菌引起的病害在东北地区造成的产量损失在10%至30%之间。在阿根廷和巴西等国，据报道损失可达60%以上。灰斑病可在大豆的叶片、种荚和籽粒等多个部位发生，严重影响大豆的品质。目前对于该病的防治基本上依赖于农药，但是由于该病菌的抗药性逐渐产生，东北等地发现的灰斑病已经较难防治。在上世纪80至90年代，我国培育出了一些抗该病的大豆品种，但是据调查，这些抗病品种也在丧失对该病的抗性。

        为了分析大豆灰斑病的致病机制，中国科学院微生物研究所刘俊课题组和黑龙江大学教授马淑梅合作，在田间分离了多个致病的生理小种，其中发现的1号生理小种具有很强的致病性，是黑龙江地区的一个主要致病优势小种，正常年份引起的产量损失可达30%。刘俊课题组利用单分子实时测序技术（SMRT）对该菌进行了全基因组测序。测序的结果显示其全基因组大小为40.8Mb，预测含11665个基因。进一步的生物信息学分析表明，该基因组中有大量的合成次生代谢产物、色素和真菌毒素的基因簇。LC-MS/MS分析也显示了这些次生代谢类物质在真菌侵染过程中产生，可能与其致病力有关。

        进一步分析发现，该病菌基因组编码的细胞壁降解酶的基因与其它真菌相比，数量相对较少。对该菌侵染大豆的过程分析可以看出，其侵染速度相对较慢，且主要通过气孔和细胞间隙侵入，没有明显的附着胞和附着枝等结构。因此，其含有的细胞壁降解酶的数量少可能是其侵染较慢的一个原因。此外，研究还发现该菌基因组编码了约233个效应蛋白。随机挑选的50个效应蛋白中，约1/3参与了对大豆的免疫抑制，说明这些效应蛋白对该菌的致病性有重要意义。

        此外，该研究还发现了大豆灰斑菌基因组上有丰富的甲基化位点，包括m4C和m6A，其中m4C占约98.3%。以往这些甲基化位点主要在原核生物中发现，在真核真菌中还是首次报道，因此该研究具有普遍意义。

        该研究成果已在线发表在基因组学领域国际期刊DNA Research上。

转载自《中国科学院》

2017年9月20日