2025年4月1日，西南大学植物保护学院作物真菌病害成灾机制与可持续控制团队在Nucleic Acids Research上发表了题为“Fungal chromatin remodeler Isw1 modulates translation via regulating tRNA transcription”的研究论文。该研究发现禾谷镰刀菌染色质重塑因子Isw1通过控制tRNA的转录来调节蛋白质翻译，阐明了其参与DON毒素合成相关基因的翻译机制，为防控禾谷镰刀菌病害和毒素治理提供了新的见解。
由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）为优势种的镰刀菌复合种引起的小麦赤霉病是小麦生产上的主要病害之一。近年来，由于气候、轮作模式及栽培措施的改变，赤霉病在我国频繁流行成灾。小麦赤霉病的严重发生不仅造成产量经济损失，病菌在感病籽粒积累的以脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol, DON）为主的真菌毒素更是威胁着人和动物的健康。目前，关于DON生物合成调控机制的研究主要集中在毒素合成基因的转录调控上，而对于毒素合成蛋白的翻译调控尚未见报道。
DON毒素合成期间，参与毒素合成的Tri基因会有成百上千倍的高表达，随后Tri蛋白的翻译水平显著上升，催化病菌以Acetyl-CoA为原料合成DON毒素。此前，课题组发现染色质重塑因子Isw1的缺失会导致DON毒素无法合成，但DON毒素合成基因的转录水平与野生型菌株相比并无显著差异。结合遗传、生化试验手段及ChIP-seq、ATAC-seq、tRNA-Seq等高通量测序技术，研究发现染色质重塑因子Isw1靶向tDNA编码区，通过影响tDNA编码区的核小体Phasing和Occupancy调节tRNA的表达，进一步控制DON毒素合成基因的翻译过程，最终影响DON毒素的生物合成。
染色质重塑因子Isw1调控DON毒素合成的模式示意图
论文第一作者为西南大学植物保护学院副教授王静，西南大学为第一单位，浙江大学马忠华教授为本文的通讯作者，浙江农林大学的孙雪鹏教授参与了本研究。本研究得到了国家自然科学基金（U21A20219，31930088，32102241）、国家重点研发计划（2022YFD1400100）、国家小麦产业技术体系（CARS-03-29）和西南大学引进人才启动项目（SWU-KR23012）的支持。
论文链接：
https://academic.oup.com/nar/article/53/6/gkaf225/8102292?searchresult=1
撰稿：王静 初审：邹娣、尚平、李园媛 复审：牛金志 终审：蒋红波
