段靈濤，祝一鳴，何九卿，舒燦偉，周而勛

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院/廣東省微生物信號(hào)與作物病害防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510642）

自噬（autophagy）是真核生物中一個(gè)高度保守的過(guò)程，能夠形成具有雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬小體，將一些受損或老化的蛋白質(zhì)或細(xì)胞器包裹起來(lái)，運(yùn)送到溶酶體（動(dòng)物）或者液泡（植物和真菌）之中進(jìn)行物質(zhì)降解和循環(huán)，維持或恢復(fù)真核生物體內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡。從1997年YOSHINORI鑒定出第一個(gè)自噬基因Atg1以來(lái)[1]，在酵母菌和其他一些真菌中共鑒定出了42個(gè)自噬基因[2]。根據(jù)將底物運(yùn)送到降解細(xì)胞器方式的不同，自噬被分為巨自噬（Macroautophagy）、微自噬（Microautophagy）和伴侶介導(dǎo)的自噬（Pexophagy）[3]。巨自噬是一個(gè)非選擇性過(guò)程，是自噬的主要途徑，本文中的自噬主要指的是巨自噬。自噬將細(xì)胞內(nèi)無(wú)用或者破損的細(xì)胞器及一些其他底物降解至氨基酸和核苷酸等一些基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并供給機(jī)體再次使用，以此維持有機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)[4]，這對(duì)有機(jī)體的生存及生長(zhǎng)發(fā)育是必須的。最近幾十年來(lái)，通過(guò)對(duì)植物病原真菌自噬的研究，發(fā)現(xiàn)自噬對(duì)真菌的致病性具有重要作用，了解植物病原真菌自噬的過(guò)程與致病分子機(jī)制，將有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)病原真菌引起的植物病害進(jìn)行有效防控[5]。筆者介紹了真菌細(xì)胞自噬的分子及調(diào)控機(jī)制以及自噬基因在絲狀真菌中的功能的研究進(jìn)展，為相關(guān)研究提供參考。

1 真菌細(xì)胞自噬的分子機(jī)制

1.1 真菌細(xì)胞自噬誘導(dǎo)的調(diào)控一些自噬調(diào)節(jié)因子會(huì)在細(xì)胞受到外界生理和環(huán)境應(yīng)激時(shí)對(duì)自噬進(jìn)行調(diào)控，關(guān)于真菌自噬調(diào)控的研究才剛剛起步，還不夠深入，目前主要集中于TOR（Target of Rapamycin，雷帕霉素靶標(biāo)蛋白）途徑上。TOR激酶是細(xì)胞適應(yīng)生理和環(huán)境脅迫、調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)和自噬水平的關(guān)鍵因子[6]，是自噬的負(fù)調(diào)節(jié)因子。在細(xì)胞受到饑餓、傷害、活性氧積累等逆境刺激時(shí)，胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制會(huì)影響包括TOR激酶及其靶標(biāo)識(shí)別輔助因子RAPTOP（Regulatory-Associated Protein of TOR，雷帕霉素靶標(biāo)TOR結(jié)合蛋白）、蛋白激酶A（Protein kinase A，PKA）、SNF-1激酶等蛋白激酶的活性，進(jìn)而通過(guò)這些激酶控制自噬過(guò)程中關(guān)鍵的Atg1/Atg13激酶復(fù)合體；在稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）中，正常條件下，由于TOR激酶的影響，Atg1處于去磷酸化，Atg13處于磷酸化的狀態(tài)下，導(dǎo)致Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合物各組分間不能結(jié)合，處于分離狀態(tài)；但在外界饑餓、傷害、脅迫等刺激條件下，上游TOR激酶的活性因受到雷帕霉素的影響而受到抑制，引起Atg1的磷酸化和Atg13的去磷酸化，使復(fù)合物各組分結(jié)合，形成Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合物，并定位于PAS位點(diǎn)（Pre-Autophagosomal Structure，自噬前結(jié)構(gòu)），誘導(dǎo)自噬的發(fā)生。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，白介素IL-17與真菌細(xì)胞結(jié)合后，也會(huì)抑制TOR激酶的活性，進(jìn)而促進(jìn)自噬，在此過(guò)程中抑制TOR的LPF18基因表達(dá)升高[7]。作為調(diào)控自噬的關(guān)鍵因子，TOR激酶感知外界刺激信號(hào)的機(jī)制目前尚不明確，尚待深入研究。在酵母菌中，PKA也可以通過(guò)影響Atg1和Atg13的磷酸化來(lái)調(diào)控自噬，而且PKA途徑對(duì)于自噬的調(diào)控是獨(dú)立于TOR途徑之外的，在PKA活性降低時(shí)能夠引起Atg13的磷酸化和Atg1的去磷酸化，從而促進(jìn)Atg1/Atg13激酶復(fù)合體的形成，誘導(dǎo)自噬[8]。此外，AMPK通過(guò)磷酸化A tg13也同樣可以抑制自噬[9]。綜上所述，Atg13的磷酸化在自噬調(diào)控方面起著極其重要的作用。

1 .2 真菌細(xì)胞自噬小體的形成

1.2.1 Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合體在真菌細(xì)胞自噬發(fā)生的最初階段，Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合體會(huì)在臨近液泡的PAS位點(diǎn)招募一些自噬小體形成相關(guān)蛋白，絲狀真菌細(xì)胞中自噬過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[10]。Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合體由絲/蘇氨酸蛋白激酶Atg1、調(diào)控亞基Atg13、支架蛋白Atg17與Atg29、Atg31組成，其中在真核生物中高度保守的蛋白激酶Atg1是該復(fù)合體的核心，在誘導(dǎo)自噬發(fā)生中起到了關(guān)鍵作用。Atg13則是復(fù)合體的調(diào)控亞基，其磷酸化水平負(fù)向調(diào)節(jié)Atg1激酶的活性，Atg13主要由其N(xiāo)端的Horma結(jié)構(gòu)域和C端的無(wú)序結(jié)構(gòu)域組成，處于N端的Horma結(jié)構(gòu)域在與Atg9的結(jié)合[11]以及募集Atg14方面具有重要作用，并且該結(jié)構(gòu)域內(nèi)的突變也會(huì)影響由氨基酸缺乏引起的自噬[12]；而處于C端的無(wú)序結(jié)構(gòu)域則包含著Atg1與Atg17的結(jié)合位點(diǎn)，這兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn)對(duì)于自噬發(fā)生的初始步驟必不可少[13]，同時(shí)，Atg13通過(guò)與Atg1的結(jié)合，能夠穩(wěn)定Atg1蛋白激酶并增強(qiáng)其活性[14]。而對(duì)于支架蛋白Atg17來(lái)說(shuō)，其主要是通過(guò)與Atg29和Atg31以2∶2∶2的比例形成1個(gè)異六聚體復(fù)合物來(lái)產(chǎn)生功效，2個(gè)高度螺旋的Atg17在其C端聚合，形成1個(gè)彎月形的結(jié)構(gòu)，而2個(gè)Atg29-Atg31球型蛋白通過(guò)相互作用則錨定在該彎月形結(jié)構(gòu)的凹面，形成異六聚體，Atg17通過(guò)此結(jié)構(gòu)與Atg29-Atg31相連接保證了自身與含有Atg9的囊泡相似的曲率[15]，有研究指出，Atg17-Atg31-Atg29復(fù)合體在自噬中可以介導(dǎo)早期囊泡的錨定[13]。Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合體作為自噬小體形成過(guò)程中的關(guān)鍵組分，不僅在自噬反應(yīng)早期誘導(dǎo)自噬小體形成方面具有重要作用，而且在自噬反應(yīng)的下游還可以通過(guò)與Atg11協(xié)同調(diào)節(jié)自噬小體與液泡的特異性融合[16]。在稻瘟菌中，MoAtg1、MoAtg13和MoAtg17等基因的缺失都會(huì)導(dǎo)致致病力的缺失，且敲除MoAtg1基因還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)孢量降低、分生孢子脂滴減少、畸形以及附著胞膨壓不足等缺陷[17]。

1.2.2 磷脂酰肌醇3-激酶復(fù)合物（PtdIns3K）Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合體成功組裝后，能夠直接或間接地影響后續(xù)多個(gè)與自噬小體形成相關(guān)的步驟[5]。首先由Atg6、Atg14、Vps15和Vps34所組成的PI3K復(fù)合體（Phosphatidylinositol 3-Kinase，磷脂酰肌醇3-激酶）。該復(fù)合體分為3類(lèi)，PI3K復(fù)合體Ⅰ包括Vps34、Vps30、Vps15、Atg14和Atg6[18]，其中Vps15是Vps34的調(diào)控亞基[19]，Atg14將Atg6和Vps15-Vps34復(fù)合物連接到一起，形成復(fù)合體，Atg14為復(fù)合體Ⅰ所特有，定位于PAS位點(diǎn)和液泡膜，能促進(jìn)復(fù)合體Ⅰ在自噬小體形成過(guò)程中行使功能，并能夠介導(dǎo)且復(fù)合體Ⅰ定位于PAS位點(diǎn)，參與自噬體囊泡的形成[20]；復(fù)合體Ⅱ則包括與復(fù)合體Ⅰ相同的Atg6、Vps15、Vps30、Vps34，以及其特有組分Vps38，通過(guò)Vps38的介導(dǎo)，復(fù)合體Ⅱ定位于內(nèi)吞作用形成的小囊泡中[20]，參與液泡蛋白分選過(guò)程；而Ⅲ類(lèi)PI3K復(fù)合體對(duì)自噬則是發(fā)揮著最為重要的作用，可以對(duì)膜上的PI（Phosphatidylinositol，磷脂酰肌醇）進(jìn)行磷酸化修飾，產(chǎn)生PI3P（Phosphatidylinositol-3-Phosphate，磷脂酰肌醇-3-磷酸），利用PI3P招募下游蛋白，從而促進(jìn)自噬體囊泡的形成，但是酵母菌中只含有Ⅰ類(lèi)PI3K復(fù)合體和Ⅱ類(lèi)PI3K復(fù)合體，而與Ⅲ類(lèi)PI3K復(fù)合體相似的Vps34則被Vps15激活后參與了PI3P的形成[21]。此外，有研究指出，在線(xiàn)蟲(chóng)中Atg6可以通過(guò)Atg14和Vps38之間的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)調(diào)控自噬和內(nèi)吞作用之間的關(guān)系，當(dāng)內(nèi)吞作用受到抑制的時(shí)候，自噬作用就 會(huì)被促進(jìn)，相似的調(diào)控機(jī)制在稻瘟菌中也被發(fā)現(xiàn)[4,22]。

1.2.3 Atg9介導(dǎo)的膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)被Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合體影響的還有Atg9介導(dǎo)的膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。Atg9是自噬核心機(jī)制中唯一的完整跨膜蛋白，對(duì)擬南芥中Atg9蛋白的冷凍電鏡分析發(fā)現(xiàn)，Atg9是一個(gè)同源三聚體蛋白，其中每個(gè)組分都至少包含6個(gè)跨膜α螺旋[23]。在酵母菌中，Atg9定位于自噬體膜的外膜，并存在于一些可在PAS與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等位點(diǎn)之間穿梭循環(huán)小囊泡之中。關(guān)于自噬體的膜來(lái)源，之前認(rèn)為主要來(lái)自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線(xiàn)粒體和質(zhì)膜等一些細(xì)胞器，通過(guò)這些Atg9介導(dǎo)的小囊泡運(yùn)輸至PAS位點(diǎn)，但最近的研究發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞器膜不足以維持后續(xù)自噬小體的形成，而絕大多數(shù)的自噬體膜是通過(guò)自噬小體上結(jié)合的Faa1激活FA進(jìn)入相鄰近的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行磷脂的從頭合成，之后在Atg2-Atg18復(fù)合物的介導(dǎo)下整合到擴(kuò)張的自噬小體上的[24]。Atg9可以與Atg1-Atg13-Atg17復(fù)合體中Atg13的N端Horma結(jié)構(gòu)域在PAS位點(diǎn)結(jié)合[11]，支架蛋白Atg17能夠特異性識(shí)別Atg9，從而將Atg1復(fù)合體靶向自噬體膜上[25]。同時(shí)，Atg9還是Atg1激酶的直接靶點(diǎn)，通過(guò)磷酸化，Atg9可將Atg8和Atg18分別招募至自噬小體形成位點(diǎn)和隨后自噬體的杯狀膜擴(kuò)張位點(diǎn)，促進(jìn)自噬小體的形成[26]。另外，在Atg9這個(gè)自噬體膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)中，還有2個(gè)關(guān)鍵的保守蛋白Atg2和Atg18，其中Atg2是1個(gè)外周膜蛋白，通過(guò)與PI3P和Atg9在PAS位點(diǎn)結(jié)合參與自噬體囊泡的形成[27]；Atg18是1個(gè)磷脂酰肌醇結(jié)合蛋白，能夠與PI3P直接結(jié)合定位于PAS位點(diǎn)，同時(shí)也存在于內(nèi)體和液泡之中，當(dāng)Atg9與Atg2之間產(chǎn)生相互作用的時(shí)候，會(huì)引起構(gòu)象變化，與PI3P一起促進(jìn)對(duì)Atg18的招募[28]。Atg18和Atg2可以形成復(fù)合體，在酵母菌中，該 復(fù)合體可以調(diào)節(jié)自噬過(guò)程中PAS位點(diǎn)內(nèi)Atg9的循環(huán)[29]。

1.2.4 Atg8和Atg12介導(dǎo)的泛素樣結(jié)合系統(tǒng)泛素樣蛋白Atg8是自噬機(jī)制中最核心的蛋白，其通過(guò)一種類(lèi)似泛素化的共軛連接方式與PE（Phosphatidylethanolamine，磷脂酰乙醇胺）相連，修飾自噬體膜[30]。在Atg8-PE的形成過(guò)程中，首先需要半胱氨酸蛋白酶Atg4對(duì)Atg8前體進(jìn)行處理，在Atg8核心位置中有1個(gè)β折疊，該結(jié)構(gòu)域中有1個(gè)突出的短的羧基末端，其末端包含1個(gè)對(duì)Atg8功能重要的甘氨酸，在Atg4的處理下，該殘基被暴露出來(lái)，從而形成成熟的Atg8。成熟后的Atg8隨后在依賴(lài)ATP的E1活化酶Atg7的作用下被激活，在硫化脂鍵的作用下，Atg8與Atg7中保守的半胱氨酸結(jié)合。爾后Atg8又在酯交換作用下從Atg7上被交換到E2連接酶Atg3之上，形成Atg8-Atg3結(jié)合物[5]。Atg8與PE相連接的最后一步，則需要1個(gè)特異的，由自噬系統(tǒng)中另外一個(gè)泛素樣蛋白Atg12介導(dǎo)的E3連接酶復(fù)合物的作用[31]。E3連接酶復(fù)合物是1個(gè)由Atg5、Atg12和Atg16以2∶52∶52的比例形成的六聚體，其形成首先是Atg12在E1活化酶Atg7和特異性E2連接酶Atg10的作用下，與Atg5相連接，形成Atg12-Atg5結(jié)合物，隨后該結(jié)合物與二聚體Atg16蛋白相連形成1個(gè)六聚體，這個(gè)六聚體就是Atg8的特異E3連接酶復(fù)合物。在這個(gè)E3連接酶復(fù)合物的指導(dǎo)下，Atg8-Atg3結(jié)合物上的Atg8通過(guò)脂化作用被轉(zhuǎn)移到PE上，形成Atg8-PE結(jié)合物[32]。Atg8-PE結(jié)合物定位于生長(zhǎng)中及完整的自噬體膜上，在自噬小體形成、擴(kuò)張、融合等方面具有重要作用，并且Atg8-PE結(jié)合物還可為許多自噬受體和適配器提供一個(gè)對(duì)接的平臺(tái)，在自噬體囊泡的底物選擇方面有很大影響[33]?；谶@些功能，Atg8在自噬中起非常重要的作用。在稻瘟菌中，MoAtg8的敲除會(huì)破壞通過(guò)自噬維持的糖原及脂質(zhì)的動(dòng)態(tài)平衡，影響無(wú)性發(fā)育和分生孢子形成，使其喪失致病力[34]。此外，通過(guò)對(duì)Atg8進(jìn)行熒光標(biāo)記的方法來(lái)觀察自噬發(fā)生位置已成為最常用的手段，也是評(píng)估自噬發(fā)生和進(jìn)展的重要標(biāo)準(zhǔn)[35]。

Atg8修飾后的成熟自噬小體，在FYCO（FYVE and coiled-coil domain containing，螺旋卷曲結(jié)構(gòu)域包含蛋白）的幫助下，被系在由ESCRT（Endosomal sorting complex required for transport，內(nèi)吞分選轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體）機(jī)械控制的微管網(wǎng)絡(luò)上[36]，運(yùn)輸至液泡。隨后自噬體囊泡膜與液泡膜通過(guò)V-SNARE-type機(jī)制進(jìn)行半融合[32]，即含有雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬體囊泡，其外膜與液泡膜融合，而內(nèi)膜則包裹著底物進(jìn)入液泡，隨底物一 同被液泡內(nèi)的酸性水解酶降解。

2 自噬在絲狀真菌中的生物學(xué)功能

2.1 自噬在絲狀真菌生長(zhǎng)發(fā)育中的功能絲狀真菌是植物病原物中非常重要和最大的一個(gè)類(lèi)群，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)以及基礎(chǔ)生物學(xué)研究等方面具有重要作用。自噬在絲狀真菌生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的菌絲發(fā)育、產(chǎn)孢繁殖、孢子萌發(fā)以及營(yíng)養(yǎng)代謝等方面起極其重要的作用[37]，通過(guò)對(duì)稻瘟菌相關(guān)自噬基因的敲除發(fā)現(xiàn)，當(dāng)MoAtg8被敲除之后，會(huì)對(duì)稻瘟菌中通過(guò)自噬來(lái)維持的糖原代謝平衡產(chǎn)生很大的影響，對(duì)其無(wú)性發(fā)育和分生孢子產(chǎn)生抑制效果，但是這種抑制會(huì)在外界葡萄糖和蔗糖的補(bǔ)充作用下得到緩解。在MoAtg4缺失突變體中，稻瘟菌的氣生菌絲減少，子囊和子囊孢子分化延遲，產(chǎn)孢量下降[38]。稻瘟菌中MoAtg1、MoAtg6和MoAtg14敲除突變體的產(chǎn)孢同樣會(huì)受到影響，其中MoAtg14的敲除突變體產(chǎn)生的分生孢子存在缺陷，分生孢子內(nèi)脂滴減少，菌絲發(fā)育也受到抑制[37]。在對(duì)禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）中28個(gè)自噬相關(guān)基因敲除突變體的分析中，發(fā)現(xiàn)除了Atg17基因外，這些自噬基因在調(diào)控禾谷鐮刀菌營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、氣生菌絲發(fā)育、脂質(zhì)的儲(chǔ)存和利用和有性/無(wú)性孢子脂滴的降解方面具有重要作用[39]；與正常非饑餓條件相比，這些自噬基因敲除突變體對(duì)于饑餓條件更為敏感，其菌株所存在的缺陷也更加明顯，如在稻鐮狀瓶霉（Harpophora oryzae）的HoAtg5敲除突變體之中，突變體菌株在CM培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d后，其菌絲干重高于野生型和回補(bǔ)菌株，但是在缺氮和缺碳培養(yǎng)基上培養(yǎng)后，突變體卻幾乎觀察不到氣生菌絲[40]。此外，在瓜類(lèi)炭疽菌（Colletotrichum orbiculare）中，CoAtg8和CoAtg26的敲除會(huì)降低其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)速率及產(chǎn)孢量[41,42]；膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）中CgAtg4和CgAtg8的敲除也會(huì)降低其菌絲量和產(chǎn)孢量，但生長(zhǎng)速率卻無(wú)明顯的變化[43-45]；米曲霉（Aspergillus oryzae）中AoAtg1、AoAtg4、AoAtg8和AoAtg15基因的破壞則導(dǎo)致氣生菌絲和分生孢子的形成嚴(yán)重缺陷[46-48]。對(duì)于絲狀真菌來(lái)說(shuō)，無(wú)論是饑餓還是正常條件下，自噬作用在其生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、體內(nèi)物質(zhì)代謝與循環(huán)方面均具有重要的作用，當(dāng)自噬基因被敲除，自噬處于受阻狀態(tài)時(shí)，絲狀真菌細(xì)胞將不能及時(shí)利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)供給其自身，從而導(dǎo)致在生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等方面出現(xiàn)缺 陷[49]。

2.2 自噬在絲狀真菌致病性中的功能隨著對(duì)絲狀真菌細(xì)胞自噬作用研究的逐漸深入，發(fā)現(xiàn)自噬不僅對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育具有調(diào)控作用，而且對(duì)其致病力也同樣具有重要的影響。絲狀真菌作為病原真菌，在侵染寄主植物的過(guò)程中，病原真菌通常會(huì)形成一些特殊的侵染結(jié)構(gòu)來(lái)突破植物在進(jìn)化過(guò)程中形成的角質(zhì)層等防御機(jī)制。稻瘟菌作為絲狀真菌研究的模式真菌，在自噬對(duì)其侵染過(guò)程以及致病力影響方面的研究較多。稻瘟菌侵染寄主植物的過(guò)程中，芽管以及附著胞等結(jié)構(gòu)的形成、附著胞膨壓的積累，其養(yǎng)分均來(lái)自分生孢子，分生孢子通過(guò)降解胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及細(xì)胞器等來(lái)為侵染過(guò)程提供物質(zhì)與能量，其中自噬是這個(gè)降解過(guò)程中不可缺少的一環(huán)。在對(duì)稻瘟菌中的自噬核心基因敲除研究中發(fā)現(xiàn)，16個(gè)非選擇性自噬基因敲除突變體的稻瘟菌致病力均有所減弱，甚至喪失[16]。其中MoAtg4和MoAtg8的敲除突變體，孢子萌發(fā)延遲，分生孢子內(nèi)降解被限制，分生孢子不死亡，附著胞的形成以及胞內(nèi)膨壓的積累過(guò)程都受到阻礙[38]。MoAtg14敲除突變體中，糖原和脂質(zhì)降解存在缺陷，導(dǎo)致附著胞內(nèi)膨壓積累受阻，喪失致病力[37]。此外在稻瘟菌MoAtg1、MoAtg5、MoAtg9，禾谷鐮刀菌除FgAtg17以外的27個(gè)自噬基因敲除突變體[39,50,51]，玉蜀黍黑粉菌（Ustilago maydis）中的UmAtg1、UmAtg8[52]，瓜類(lèi)炭疽菌中的CoAtg8和CoAtg26[41,42]，膠孢炭疽菌中CgAtg4[44]和CgAtg8[43]，灰葡萄孢（Botrytis cinerea）中的BcAtg1[53]和米曲霉中的AoAtg1[46]等絲狀真菌自噬相關(guān)的核心基因敲除突變體之中，突變體的孢子萌發(fā)均有降低，致病力也隨之減弱甚至消失。Atg8是自噬分子機(jī)制中最核心的組分，在許多自噬基因敲除突變體之中，突變體內(nèi)目的基因的敲除缺陷最終大部分會(huì)作用于Atg8之上，在缺失MoAtg14的突變體中，觀察不到被熒光所標(biāo)記的Atg8向液泡移動(dòng)的過(guò)程，Atg14的敲除最終影響到了Atg8蛋白離開(kāi)PAS位點(diǎn)；在MoAtg1中也發(fā)現(xiàn)與此相同的結(jié)果[37]。由此可見(jiàn)，自噬在病原真菌致病力方面具有極其重要的作用，自噬作用的受阻缺失會(huì)嚴(yán)重影響孢子的細(xì)胞程序性死亡（Programmed Cell Death，PCD），導(dǎo)致孢子無(wú)法將胞內(nèi)養(yǎng)分用于侵染結(jié)構(gòu)的正常形成，從而使 其無(wú)法在寄主植物表面定殖，侵染寄主植物。

2.3 自噬相關(guān)基因在不同物種之間具有不同作用自噬相關(guān)基因在進(jìn)化上大都是高度保守的，但是人們?cè)趯?duì)自噬基因功能的不斷深入研究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)相同的自噬基因在不同的物種之間，其功能也存在一定的差異，且這種差異不僅存在于動(dòng)物與植物、真菌等的分類(lèi)層次上，在一些小的分類(lèi)層次中也存在這種差異。就絲狀真菌而言，相同的自噬基因在不同的屬之間，可能具有不同的作用，如稻瘟菌中6個(gè)選擇性自噬基因Atg11，Atg24，Atg26，Atg27，Atg28，Atg29敲除突變體中，菌株的致病力沒(méi)有改變[16]，但是在禾谷鐮刀菌中這些基因的敲除突變體卻表現(xiàn)出明顯的致病力下降[39]，在瓜類(lèi)炭疽菌中，Atg26基因的缺失也會(huì)引起菌株的致病力下降。在稻瘟菌中，Atg17的缺失對(duì)致病力有影響，而在禾谷鐮刀菌中，對(duì)致病力沒(méi)有產(chǎn)生明顯的影響[39]。此外，禾谷鐮刀菌中Atg5的缺失會(huì)導(dǎo)致菌株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)缺陷、菌絲量減少，但是在稻鐮狀瓶霉Atg5敲除突變體中，其菌絲干重卻高于野生型和回補(bǔ)體[40]。在對(duì)自噬基因的功能進(jìn)行分析時(shí)，由于自噬基因在不同絲狀真菌中的功能不盡相同，且對(duì)病原真菌的致病力有重大影響，因此，對(duì)自噬基因在不同病原真菌中的作用及其作用機(jī)制等方面，還有待進(jìn)行更廣泛、更深入的研究。

3 展 望

作為真核生物細(xì)胞內(nèi)重要的物質(zhì)循環(huán)和降解途徑，與自噬相關(guān)的研究在過(guò)去20多年間取得了非常巨大的進(jìn)展，自噬的分子機(jī)制以及相關(guān)基因功能、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等逐步被人們了解，但是這些研究卻大部分集中于人類(lèi)、模式動(dòng)植物以及酵母菌上，在絲狀真菌中的自噬研究也僅局限于子囊菌中，對(duì)一些植物病原真菌自噬的了解還不夠全面，甚至是空白的。在對(duì)植物病原真菌自噬基因功能的研究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一些相同的自噬基因，在不同真菌之間其功能不盡相同，而關(guān)于這些區(qū)別以及導(dǎo)致這些區(qū)別的原因或機(jī)制，目前還沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的闡述。近年來(lái)，隨著細(xì)胞自噬研究的逐步深入，人們對(duì)自噬的分子機(jī)制以及相關(guān)基因功能的了解在不斷完善，但在一些細(xì)節(jié)的了解方面，還不夠全面和深入，如在自噬的調(diào)控機(jī)制方面，除了TOR，AMPK，PKA等途徑，還有一些轉(zhuǎn)錄因子對(duì)自噬也有非常重要的調(diào)控作用[54]，但是關(guān)于轉(zhuǎn)錄因子與自噬蛋白之間的互作機(jī)制，目前尚不清楚。此外，與自噬蛋白存在互作的蛋白也在不斷地被發(fā)現(xiàn)，例如之前關(guān)于Atg8蛋白的互作蛋白，大部分是通過(guò)AIM基序與Atg8蛋白產(chǎn)生互作，但是近期發(fā)現(xiàn)，在AIM之外還有許多Atg8蛋白的互作蛋白是通過(guò)1個(gè)UIM基序來(lái)與Atg8蛋白進(jìn)行互作的[55]。這些新的發(fā)現(xiàn)不僅極大地豐富了自噬的相關(guān)機(jī)制，也表明目前關(guān)于自噬的研究還處在一個(gè)基礎(chǔ)的層面。

今后有待更加廣泛和細(xì)致地對(duì)不同病原真菌中的自噬機(jī)制進(jìn)行研究。在此過(guò)程中，可以考慮通過(guò)這些不同真菌之間存在的自噬基因功能差異去尋找一些特定的真菌作用位點(diǎn)，并制定對(duì)特定病原真菌引致的特定植物病害的防治策略。