立枯丝核菌（Rhizoctonia solani Kühn）AG1 IA是一种对农作物具有严重侵害的病原真菌，其所引起的纹枯病是目前水稻上常见的三大病害之一，会导致水稻减产，并影响其品质。对病原微生物而言，细胞壁多糖和胞外多糖在维持其正常生理状态以及抵御外界胁迫发挥重要的作用，但目前关于立枯丝核菌细胞壁多糖和胞外多糖的结构和功能尚不清楚，我组针对此问题开展了系列研究。此前，已解析立枯丝核菌AG1 IA细胞壁水溶性多糖、胞外多糖的组成结构并对其在水稻上的诱导抗性进行了初步探索（Int. J. Biol. Macromol., 2023, 244: 125281；Int. J. Biol. Macromol., 2024, 254: 127747.）。
近日，研究组对来自立枯丝核菌细胞壁内层不溶性组分RsCW-AIR进行了结构表征和功能探究。通过碱提去除立枯丝核菌水溶性细胞壁组分获得RsCW-AIR，利用单糖组成、红外、X射线衍射、固体核磁以及甲基化分析等方法对RsCW-AIR进行表征，揭示其主要成分是几丁质/壳聚糖和葡聚糖的复合物（ChCsGC）。进一步对其功能探究发现，RsCW-AIR预处理水稻能够降低纹枯病的发生率，通过诱导ROS爆发、促进水杨酸SA及相关基因的表达上调以激活植物免疫。基于模式植物拟南芥的种植周期短以及突变体的易获得性，利用拟南芥野生型col-0和突变体cerk1对其诱导抗性机制进行研究，发现SA的含量及其相关基因在突变体上的表达水平相较于野生型降低；且几丁寡糖和RsCW-AIR进行交叉诱导时Ca2+信号不应期的消失，表明RsCW-AIR的感知可能部分依赖于CERK1。相关研究结果于近日发表于糖科学领域知名期刊Carbohydrate Polymers (https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.122149)。该工作的第一作者是我组博士研究生谷慧。上述工作得到国家自然科学基金、ANSO联合研究专项、中国科学院战略性先导科技专项等项目的支持。
上述关于立枯丝核菌细胞壁及胞外多糖的系统研究有助于深入了解立枯丝核菌的侵染及植物-病原菌互作机制，同时也推动了植物病原真菌细胞壁多糖和胞外多糖的研究。（文/图谷慧）
