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镰刀菌穗腐病（FHB）危害严重，由多种镰刀菌引起。为探究F. graminearum与其他致病镰刀菌竞争时 kp4l 基因的作用，研究人员开展相关研究。结果显示，kp4l 基因表达受竞争物种影响，且影响 Tri4 基因表达。该研究为 FHB 防治提供新思路。
在广袤的农业世界里，镰刀菌穗腐病（Fusarium head blight，FHB）如同一个隐藏在暗处的 “杀手”，悄无声息地威胁着小麦、大麦等小粒谷物的生长。这种病害可不是一般的麻烦，它能让农作物减产，更可怕的是，患病作物还会产生真菌毒素，危害人类和动物的健康。
FHB 是由多种镰刀菌（Fusarium）引起的复杂疾病。不同的镰刀菌在不同地区 “兴风作浪”，比如禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum，Fg）在中欧地区是引发 FHB 的 “罪魁祸首”，而在其他地方，又有不同的镰刀菌在捣乱。在这些镰刀菌中，部分会分泌一种名为杀手蛋白（Killer Proteins，KPs）的物质，它在真菌竞争中扮演着重要角色。就像不同的武林高手有各自的 “武功秘籍” 一样，不同的 KPs 作用方式也不一样。在F. graminearum中，有 4 种与 KP4 结构域相关的蛋白 FgKP4L-1、FgKP4 - 2、FgKP4L-3 和 FgKP4L-4，它们由位于染色体 1 上的Fgkp4l基因编码。
尽管人们知道真菌毒素在镰刀菌竞争中发挥着作用，但对于 KP4L 蛋白在争夺感染位点时的作用，却知之甚少。为了揭开这个神秘的面纱，来自国外的研究人员展开了一项深入的研究。他们希望弄清楚F. graminearum与其他致病镰刀菌之间的相互作用，尤其是在竞争底物时Fgkp4 - l基因的调控情况，以及这种竞争对F. graminearum生长和Tri4基因表达的影响。这项研究成果发表在《Fungal Biology》上，为防治 FHB 带来了新的希望。
研究人员采用了多种技术方法。首先，利用定量聚合酶链式反应（qPCR）来分析基因表达情况，通过这种方法，能够准确检测出Fgkp4l基因和Tri4基因在不同条件下的表达变化。其次，进行了体外（in vitro）双培养实验，将F. graminearum与其他致病镰刀菌共同培养，观察它们之间的相互作用。此外，还开展了体内（in vivo）实验，在小麦穗上接种不同的镰刀菌，研究竞争对F. graminearum生长的影响 。
在研究Fgkp4l基因和Tri4基因在竞争互作中的表达模式时，研究人员发现，在体外双培养实验中，Fgkp4l基因的表达会根据与之竞争的镰刀菌种类以及两个菌落之间的距离而发生变化。面对拟枝孢镰刀菌（Fusarium sporotrichioides，Fs）时，Fgkp4l-1、Fgkp4l-2和Fgkp4l-3这 3 个聚集的基因会上调表达；而面对燕麦镰刀菌（Fusarium langsethiae，Fl）时，基因表达却没有变化。在与轮枝镰刀菌（Fusarium verticillioides，Fv）互作的两个非接触阶段（早期感应和感应阶段），Fgkp4l-2会上调表达。在Tri4基因表达方面，它只在体外与Fv互作时表达，在小麦穗上则不表达。在体内实验中，当在小麦穗上接种 4 种镰刀菌的混合物时，接种 3 天后，Fgkp4l-2和Fgkp4l-3会上调表达 ，但与其他镰刀菌的竞争并没有影响F. graminearum在小麦穗上的生长速度。
这项研究意义重大。它揭示了F. graminearum中 FgKP4L 编码基因在与其他致病镰刀菌竞争时的潜在作用，让我们对镰刀菌之间的竞争机制有了更深入的了解。这不仅有助于我们理解 FHB 的发病机制，还为开发新的防治策略提供了理论依据。未来，或许可以通过调控这些基因的表达，来抑制有害镰刀菌的生长，减少 FHB 的发生，保障粮食安全。
