玉米大斑病是世界玉米产区主要的真菌病害之一，引起该病害的病原为玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica），其无性态为玉米大斑凸脐蠕孢（Exserohilum turcicum）。对玉米大斑病菌致病机制的解析是有效防控该病害的前提，但玉米大斑病菌生理分化明显，致病机制复杂。前期研究发现，玉米大斑病菌分生孢子萌发后可形成高度特化的侵染结构—附着胞，附着胞通过产生高膨压穿透植物表皮侵染寄主。

近期，我室董金皋教授团队完成的题为“Melanin, DNA replication, and autophagy affect appressorium development in Setosphaeria turcica by regulating glycerol accumulation and metabolism”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 正式发表，对玉米大斑病菌附着胞发育的影响因素进行了深入研究。

该研究首先通过接种试验观察到病菌直接穿透表皮细胞侵染的比率为68.46%，通过气孔侵染的比率为31.54%，两者相差2.17倍，进一步证实玉米大斑病菌主要通过附着胞直接穿透完成侵入过程（图1），但通过气孔侵入的病菌是否也需要足够的膨压目前尚不清楚。为了确定影响附着胞发育的关键因素，选取了黑色素合成抑制剂（三环唑，TCZ）、DNA复制抑制剂（羟基脲，HU）和自噬抑制剂（3-甲基腺嘌呤，3-MA ）处理分生孢子并观察萌发过程（图2），检测处理后不同时期的附着胞膨压和甘油浓度。结果发现，在对照和抑制剂处理下，附着胞膨压和甘油浓度均在附着胞成熟阶段达到最高水平，3种抑制剂在附着胞成熟时期对膨压的影响最大。研究结果表明，黑色素、DNA复制和自噬通过调节附着胞中甘油积累和代谢影响了玉米大斑病菌附着胞的发育。

糖原和脂质体代谢是附着胞甘油积累的主要代谢途径。因此，糖原和脂质体代谢与附着胞的发育和功能存在密切关系。研究发现，在玉米大斑病菌分生孢子萌发过程中，糖原和脂质体的代谢非常活跃，为了进一步分析附着胞发育过程中影响糖原和脂质体分布的因素，分别在3种抑制剂存在的情况下，染色观察附着胞不同发育时期糖原和脂质体的分布情况（图5、6）。结果表明，抑制剂会影响糖原和脂质体在分生孢子、芽管和附着胞中的分布。

 我室作物抗病性研究及应用创新团队曹志艳教授为该文章的通讯作者，自主课题主持人刘宁副教授和硕士研究生郭晓月为共同第一作者。该研究得到国家现代农业产业技术体系（玉米体系）（CARS-02-25）、国家自然科学基金（32072370、31901827）等项目的资助。