植保院丨张正光教授团队揭示稻曲病菌劫持水稻脂质信号实现“一箭双雕”的致病机制

近日，植物保护学院张正光教授团队在国际权威学术期刊《Nature Plants在线发表题为“Rice false smut fungus hijacks rice lipid signaling to manipulate floret development and immunity”的研究论文，该研究揭示了稻曲病菌通过分泌效应蛋白“劫持”水稻脂质信号操控小花发育和免疫的精妙机制，不仅为理解植物生殖发育与免疫的交叉对话提供了全新视角，更为稻曲病的绿色防控提供了重要的理论基础和潜在靶标。

稻曲病是水稻生产上的重大真菌病害，每年给我国造成巨大粮食损失，严重制约着我国水稻的稳产、高产和优产，威胁着我国粮食安全和食品安全。稻曲病菌主要侵染水稻的花器官，影响花粉活性，导致败育和秕谷率上升，但其背后的分子机制尚不清楚。

研究团队鉴定到一个关键质外体效应蛋白Sxp1，该蛋白在富营养环境及侵染早期被诱导表达分泌，在水稻中异源表达导致花粉活力下降和小穗不育，其敲除突变体致病力显著下降且不能抑制寄主免疫。进一步研究发现，Sxp1直接靶向水稻脂质转移蛋白LTPL113，该蛋白能够结合磷脂酸（PA）和磷脂酰丝氨酸（PS），对花粉发育和脂质介导的免疫反应均至关重要。Sxp1通过与LTPL113互作，精准破坏其与脂质的结合，从而同时阻断花粉外壁发育所需的脂质转运和免疫信号输出，实现“一箭双雕”的致病策略。

该研究揭示了一种长期以来被忽视的花器官特异侵染策略：病原菌并非简单抑制免疫，而是通过精准劫持宿主生殖发育过程，在“发育—免疫”的交汇节点实现系统性操控。这一发现将脂质信号置于植物免疫与生殖发育的交叉调控中心，突破了传统对单一免疫抑制的认知。在应用层面，研究为靶向农药研发及抗性材料创制提供了全新靶点。

图1：效应蛋白Sxp1劫持水稻脂质信号，操控小花发育和免疫的工作模型

植物保护学院博士生徐原笛为论文第一作者，张海峰教授为通讯作者。张正光教授参与并指导了该研究工作，王一鸣教授、刘木星教授、李刚教授、杨雷云教授、刘昕宇副教授、吴婧妮实验师，以及陕西师范大学生命科学学院张美祥教授参与了该研究。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41477-026-02260-5。