植保所發(fā)現(xiàn)真菌RNAi指導DNA甲基化新機制，入選NAR突破性論文
時間：2025-07-01 09:44 來源：中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所 原文:
近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所作物病毒病害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團隊在國際知名學術期刊《核酸研究（Nucleic Acids Research）》（IF=16.7）上在線發(fā)表題為“Methylation of mycovirus DNA is mediated by the RNAi machinery in vegetative hyphae of Fusarium graminearum”的研究論文，并榮獲該期刊突破性論文（Breakthrough Article）。研究在真菌DNA甲基化領域取得重要突破，首次揭示在真菌營養(yǎng)生長階段，存在RNA干擾（RNAi）指導DNA甲基化的新機制。這一發(fā)現(xiàn)為深入理解真菌表觀遺傳調控機制開辟了新方向，同時也為研發(fā)以真菌DNA為靶點的RNA藥物奠定了重要理論基礎。
時間：2025-07-01 09:44 來源：中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所 原文: DNA胞嘧啶甲基化是一種高度保守的真核生物表觀遺傳修飾，在抵御核酸入侵、維持基因組完整性和調控基因表達中發(fā)揮關鍵作用。在真菌中，DNA甲基化主要與有性生殖期間的重復序列誘導突變（RIP）和減數(shù)分裂前甲基化（MIP）相關，但其在營養(yǎng)生長階段的發(fā)生與功能尚不明確。盡管在動植物研究中已證實病毒DNA甲基化是宿主抵御病毒侵染的關鍵機制，但由于真菌DNA病毒發(fā)現(xiàn)較晚，其DNA甲基化現(xiàn)象及相關宿主抗病毒機制鮮有報道。
該研究以麥類作物重要病原真菌——禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）為模型，探究其病毒FgGMTV1的DNA甲基化機制。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)gGMTV1基因組在宿主營養(yǎng)菌絲中發(fā)生了廣泛的DNA甲基化，其中DNA-C組分片段MeC5的甲基化水平最高，達到55.87%。DNA甲基轉移酶DIM2介導了病毒復制相關蛋白（Rep）基因啟動子的甲基化，從而抑制了Rep基因的轉錄活性，顯著降低了病毒的積累水平。
研究進一步發(fā)現(xiàn)，病毒FgGMTV1來源的小RNA（vsiRNA）能夠指導病毒DNA發(fā)生甲基化，這一過程完全依賴于RNAi機制的核心組分——Argonaute （Ago） 和 Dicer （Dcl） 蛋白。敲除dcl1/2或ago1/2基因會導致病毒積累顯著增加，并伴隨宿主菌絲生長缺陷、脅迫應答能力下降及致病力減弱。研究人員巧妙地利用基于FgGMTV1構建的病毒誘導基因沉默（VIGS）載體p26-D4，設計并構建了含有RP27啟動子序列的載體p26-D4-RP27F/R。該載體成功誘導了整合到宿主基因組中的RP27啟動子發(fā)生甲基化，并有效抑制了其轉錄活性。
該研究首次在真菌中揭示了RNAi指導DNA甲基化的新機制，不僅深化了對真菌表觀遺傳調控的理解，更為開發(fā)基于RNA指導的真菌表觀遺傳操控策略奠定了重要理論基礎，在病原真菌的綠色防控和生物醫(yī)學領域應用前景廣闊。
中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所博士研究生王燕飛為該論文的第一作者，郭立華研究員為通訊作者。山西師范大學陳偉副教授、普渡大學許金榮教授、中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所王雙超副研究員以及已畢業(yè)博士研究生張理航（現(xiàn)任職于揚州大學植物保護學院）共同參與了研究工作。
該研究得到了國家自然科學基金和中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程基礎科學研究中心的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1093/nar/gkaf478
