JIA优先上线 | 河北农业大学董金皋教授团队揭示玉米大斑病菌a交配型在田间具有优势地位的分子机制

2026-06-05 01:32:08

玉米大斑病是全球范围内重要的玉米真菌病害，由异宗配合真菌玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）引起，其有性生殖过程受交配型基因严格调控。交配型位点（MAT）基因StMAT1-1与StMAT1-2共同决定了玉米大斑病菌的A、a和Aa三种交配型。自然生态系统中玉米大斑病菌的有性生殖循环是该领域的研究热点，但关于其有性生殖的调控机制及适应性意义等关键科学问题仍未明确。

近期，河北农业大学董金皋教授团队完成的题为“A population mating investigation reveals that mating-type locus StMAT1-2 dominates field pathogenesis by directly regulating the expression of the pheromone receptor StSte2 in Setosphaeria turcica”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）优先在线发表。该文深入研究了玉米大斑病菌有性生殖的调控机制。

该研究于2011—2023年连续13年对中国玉米主产区的玉米大斑病菌群体进行交配型鉴定，结果显示携带StMAT1-2基因的a交配型为田间优势交配型。通过人工诱导构建F1代群体并进行室内表型分析，发现a交配型菌株比携带StMAT1-1基因的A交配型菌株具有更高的适合度，表现为产孢能力增强、菌丝生长速率加快及致病力显著提升。

图1 玉米大斑病菌2011—2023年田间交配型测定和F1代表型鉴定

功能验证表明StMAT1-1和StMAT1-2是玉米大斑病菌完成有性生殖的必需基因，其中StMAT1-2影响更大。分子机制研究证实，StMAT1-2能够直接结合信息素受体基因StSte2的启动子区域并调控其表达，通过MAPK通路在玉米大斑病菌有性生殖中发挥关键作用。

图2 玉米大斑病菌有性生殖调控工作模型

河北农业大学刘宁副教授、曹志艳研究员和董金皋教授为该文章的通讯作者，博士研究生张璐为第一作者。

该研究得到国家重点研发计划（2023YFD1401500）、河北省自然科学基金（C2025204211）、国家现代农业产业技术体系（玉米体系）（CARS-02）等项目的资助。

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A population mating investigation reveals that mating-type locus StMAT1-2 dominates field pathogenesis by directly regulating the expression of the pheromone receptor StSte2 in Setosphaeria turcica - ScienceDirect

Cite the article:

Lu Zhang, Tianyi Zhao, Qiujing Yan, Zhiguo Ren, Hui Jia, Shouqin Gu, Ning Liu, Zhiyan Cao, Jingao Dong. 2026. A population mating investigation reveals that mating-type locus StMAT1-2 dominates field pathogenesis by directly regulating the expression of the pheromone receptor StSte2 in Setosphaeria turcica. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.04.017

研究团队简介

河北农业大学董金皋教授团队于1987年创建真菌毒素与植物分子病理学实验室（前身为河北省植物免疫学研究室），是“华北作物改良与调控”国家重点实验室、河北省植物生理与分子病理学重点实验室、河北省农作物病虫害生物防治工程中心的重要组成部分。现主要从事植物病原真菌致病机制、寄主与病原物分子互作、植物抗病基因克隆与育种、微生物信号转导与药物开发、微生物组与病害调控等多个领域的研究工作，在植物病原真菌细胞信号转导与致病性调控机制、玉米大斑病菌毒素和黑色素代谢途径、微生物源活性物质的开发与利用、玉米抗病基因的筛选与利用等方面形成了鲜明的特色。

| 图文由作者团队提供

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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