微生物所孔照胜团队揭示植物病原丝状真菌分生孢子形成的关键细胞机制

近日，中国科学院微生物研究所孔照胜团队在mLife以封面文章形式发表了题为”Distinct Actomyosin–Septin Coordination Governs Conidiation and Septation in Verticillium dahliae” 的研究论文。该研究揭示了植物病原丝状真菌分生孢子形成的关键细胞机制，为理解丝状真菌的繁殖与致病扩散提供了新的细胞生物学视角。

分生孢子形成（Conidiation）是真菌最主要的无性繁殖方式，也是病原真菌在自然环境和宿主间传播的关键环节。然而，与酵母等单细胞真菌相比，丝状真菌的分生过程在细胞机制层面长期缺乏系统研究。该团队利用活细胞成像技术，重点解析了收缩环（Contractile Actomyosin Ring, CAR）与隔膜蛋白（Septin）在分生孢子形成过程中的时空动态（见封面图）。研究发现，Septin在菌丝由极性生长向"顶端出芽"形态转变的早期即被募集至顶端区域；随着出芽过程的进行，Septin在芽颈处经历从“沙漏状”到“双环结构”的重构。随后，在有丝分裂完成后，肌球蛋白 II（Myosin II） 与肌动蛋白（Actin）同步组装形成收缩环，共同驱动细胞质分裂的完成。

进一步研究表明，septin功能受损会导致核分离异常、核迁移紊乱，并显著延迟Myosin II在芽颈处的招募，表明Septin不仅作为细胞分裂装置的支架结构，还在协调核分裂与细胞质分裂过程中发挥关键作用。值得注意的是，研究还发现，在另一种细胞分裂模式——菌丝隔膜形成过程中，Myosin II、Actin和Septin同时以弥散的皮层带（diffuse cortical band）形式出现，且Septin的正确组装依赖于肌动蛋白骨架。这一发现揭示了分生孢子形成与菌丝隔膜形成在分子组装方式上的显著差异。

中国科学院微生物研究所副研究员田娟和郑州大学联合培养硕士生普梦莉为文章共同第一作者，孔照胜研究员和田娟副研究员为本文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/mlf2.70062

动图

 期刊封面