我室刘慧泉教授团队最新发现：真菌的新型基因组防御机制 TRISS

在生物进化中，基因组防御系统守护着基因组稳定，尤其在有性生殖阶段对保障后代遗传稳定性至关重要。近日，刘慧泉教授团队在引发小麦赤霉病的禾谷镰刀菌中，发现了一种全新的基因组防御系统：“串联重复诱导的有性沉默（TRISS）”，这是该团队继2016年发现真菌A-to-I mRNA编辑现象以来，在真菌表观遗传领域的又一重要突破。相关研究成果已经在线发表在Science子刊 Science Advances 上。

此前，丝状子囊真菌已知两种基因组防御机制：RIP 通过引入点突变使重复元件失活；MSUD 在减数分裂期间沉默未配对 DNA 的同源拷贝。但禾谷镰刀菌 RIP 效率低，且因自交为主导致 MSUD 激活少，难以解释其基因组重复序列极少的现象，暗示存在其他机制。

该团队新发现的TRISS 机制特在有性生殖阶段发挥作用，抑制重复基因效率极高。与 MSUD 不同，它在自交和杂交时均能起效，且不依赖串联重复序列的形成方式，可靶向内源性转座子和外源性核酸入侵者，这为禾谷镰刀菌重复序列少提供了合理解释。同时，其主要成分在丝状子囊真菌中保守，可能是普遍存在的机制。

TRISS 借助 RNAi 作用，与粗糙脉孢菌无性阶段的 quelling 有相似之处，但依赖的蛋白和触发条件不同。在作用方式上，TRISS 打破传统认知：相关的 siRNAs 主要通过翻译抑制发挥作用，而非常见的诱导 mRNA 切割，为翻译抑制介导的基因组防御提供了实例。研究首次将 RIP 的核心基因 RID 与 RNAi 机制关联，证实 RID 在 TRISS 中起关键作用，还揭示了两种增强 TRISS 反应的途径。

TRISS 的发现为理解真菌基因组稳定性提供了新视角，也为真菌病害防治提供了新靶点。抑制其功能可能破坏真菌基因组稳定，削弱其侵染能力，为控制病害提供潜在途径。这一发现既在理论上开辟了新领域，也在应用上提供了新思路。

论文得到了审稿专家的高度评价：审稿人 1：“这是一项极具吸引力、饶有趣味且实验设计严谨的研究，对该领域的发展具有推动作用。”审稿人 2：“这是一项令人振奋且内容全面的研究，将广泛吸引表观遗传学与真菌生物学领域的研究者关注。”

图2. TRISS的基因组防御功能和发生机制

（Qde1为一种RdRP蛋白，Sms2为一种Ago蛋白。Rid在RIP机制中负责产生C-T突变，在TRISS机制中负责招募RPA-Qde1 复合体）

植物保护学院、作物抗逆与高效生产全国重点实验室侯孟德博士为该论文第一作者，刘慧泉教授与王秦虎副教授为论文共同通讯作者。江聪研究员以及团队多名研究生也参与了此项研究，并作出重要贡献。该研究获得国家重点研发计划（2022YFD1400100）和国家自然科学基金面上项目（32170200）的资助。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu7606