这项研究中,“维多利亚毒素是来自燕麦致病菌维多利亚蜗弧菌的宿主选择性环肽毒素，是核糖体编码的这篇文章于9月15日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。
维多利亚枯萎病是由一种名为Cochliobolus Victoria的真菌引起的，它会产生维多利亚毒素，但直到现在还没有人发现其中的基因和机制。
“20世纪40年代农民喜欢的燕麦品种可以抵抗冠锈病，但科学家后来发现，正是这一特性使这些燕麦品种易患维多利亚枯萎病，因为维多利亚毒素针对的是那种特定的植物蛋白，”一名资深作者说吉莉安鲟鳇鱼，教授和主席植物病理学和植物微生物生物学科的植物综合科学学院在农业和生命科学学院(CALS)。
“发掘真菌和植物之间相互作用的分子是我们理解植物如何应对不同微生物攻击的基础，”Turgeon说。
大多数真菌毒素是由大型、多功能的酶合成的，这些酶产生的小肽既包括毒素，也包括药物，如抗生素青霉素。但是Turgeon和合作者、西澳大利亚大学的研究员Heng Chooi发现，维多利亚毒素实际上是直接在核糖体中合成的，核糖体是细胞中制造大多数蛋白质的细胞器。这些在核糖体中产生的小分子被称为核糖体合成和翻译后修饰肽，或RiPPs。
这种产生像Victorin这样的小肽的替代机制——加上真菌基因组可能包含许多ripp相关基因这一事实——可能导致发现更多的小分子，包括新的毒素和有益的化合物。
此外，第一作者西蒙·凯斯勒(Simon Kessler)是西澳大利亚大学的一名博士生，他证实了几个维多利亚基因的酶功能，包括一种将维多利亚肽转化为其活性形式的新酶。令人惊讶的是，研究小组发现，编码这些酶的维多利亚基因分散在病原体基因组的重复区域——这与大多数已知小分子的基因形成鲜明对比，这些小分子通常在真菌染色体上紧凑地聚集在一起。
这一发现可以帮助研究人员更好地理解维克托肽等分子的进化起源，是什么决定了新出现的作物疾病的毒性，以及如何在未来更好地预防它们。
Turgeon指出，Victorin肽也被证明与植物细胞中被称为硫氧还蛋白(thioredoxins)的目标相互作用，硫氧还蛋白在人类中也有发现，并有作为癌症治疗的潜在位置。
“在密切相关的真菌中没有发现这些基因，这一发现让我们深入了解了毒力因子是如何获得和传播的，”Turgeon说。“我们这项研究的发现极大地扩大了在真菌生物体中发现小分子的潜力，这将增加我们关于真菌有益和有害活动的知识储备。”
合著者包括康奈尔大学CALS整合植物科学学院的张向辉、林泽兰和Adriana Rightmyer;bob首页澳大利亚国立大学的Megan C. McDonald和Peter Solomon;以及西澳大利亚大学的卡梅伦·吉尔克里斯特。
这项工作由澳大利亚研究委员会、中国留学基金委、澳大利亚国立大学谷物研究与开发公司、新南威尔士州第一产业部和联合基因组研究所提供资金。
CALS营销和传播办公室的内容经理Jana Wiegand对本文有贡献。
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