2019年3月21日，农学院生物所马忠华教授团队在New Phytologist上发表题为“Lipid droplet biogenesis regulated by the FgNem1/Spo7-FgPah1 phosphatase cascade plays critical roles in fungal development and virulence in Fusarium graminearum”的研究论文，揭示了TOR（雷帕霉素靶标蛋白）信号途径调控赤霉病菌脂滴合成的分子机制，解析了脂滴在病菌致病力和真菌毒素合成等方面的生物学功能。

脂滴是细胞内中性脂的主要贮存场所，广泛存在于细菌、真菌、植物以及动物细胞中。长期以来，脂滴一直被认为是一种用来贮存能量的颗粒。最新研究表明，脂滴并非细胞内一个简单的能量贮存器，而是一个复杂、动态变化的多功能细胞器，可能参与膜转运、蛋白降解以及信号传导等多种生命活动。动物细胞中，脂滴合成和代谢失衡，可以引起诸如肥胖、脂肪肝、心血管疾病多种代谢性疾病，但人们对植物病原真菌中脂滴功能的研究甚少。

小麦赤霉病菌及其产生的真菌毒素是制约我国小麦丰收和品质安全的重要因素，发掘既控制病菌生长致病又控制毒素合成的关键靶点，对赤霉病及其毒素防控新技术的研发有重要现实意义。马忠华教授团队研究发现，天然活性物质雷帕霉素对赤霉病菌有很高的抑菌效果，雷帕霉素处理赤霉病菌后，会诱导病菌中脂滴大量积累。通过磷酸化蛋白质组学、蛋白修饰及遗传学等方法，解析脂滴合成调控机制发现，TOR信号途径下游FgSit4/FgPpg1支路通过蛋白激酶FgCak1对蛋白磷酸酶FgNem1进行磷酸化修饰；磷酸化状态的FgNem1与FgSpo7形成复合体FgNem1/Spo7，继而对磷脂酸磷酸酶FgPah1去磷酸化；去磷酸化的FgPah1 具有活性，催化三酰基甘油（TAG）的大量合成，促进脂滴积累；脂滴在赤霉病菌的生长、毒素合成和致病等方面起重要作用。本研究结果为有效防治小麦赤霉病及其真菌毒素提供了理论基础。

论文第一作者为刘娜博士生，陈云副教授为本文的通讯作者，马忠华教授为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金杰出青年基金、浙江省自然科学基金杰出青年基金和中国科协青年托举工程等项目资助。

赤霉病菌中TOR信号途径调控脂滴合成和病菌致病力的模式图