近日，云南中医药大学董鲜教授团队与江汉大学刘小云副教授团队合作，在真菌学领域重要期刊 IMA Fungus（中科院大类分区1区TOP）上发表了题为 《Genome-wide identification and expression profiling of the histone deacetylase gene family in Fusarium oxysporum》 的研究论文。论文第一作者为云南中医药大学已毕业硕士、现江汉大学博士研究生廖洪新，董鲜教授与刘小云副教授为共同通讯作者。
该研究首次在重要植物病原真菌——尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）中，全基因组水平鉴定并系统解析了其组蛋白去乙酰化酶（HDAC）基因家族（FoHDACs），揭示了该家族在真菌不同发育阶段及逆境胁迫响应中的核心调控作用，为开发基于表观遗传调控的绿色靶向杀菌剂奠定了重要理论基础。
▍研究内容概述
组蛋白去乙酰化酶是一类在真核生物中高度保守的表观遗传调控因子，通过动态修饰染色质结构，广泛参与基因表达调控、生长发育及逆境适应等生物学过程。尽管在动植物与酵母等模式生物中研究较为深入，但该家族在尖孢镰刀菌等植物病原真菌中的系统性研究仍属空白。
研究团队基于尖孢镰刀菌基因组数据作为研究数据，并从Pfam数据库下载HDAC的两个隐马尔科夫模型，通过HMMER搜索以及Pfam、Uniprot数据库二次确认，最终系统鉴定出 11个FoHDAC基因，分为Class I、Class II及HDAC Class ⅡI (SIR2 subfamily)三个进化保守的亚家族。
图1 尖孢镰刀菌组蛋白去乙酰化酶的系统发育分析
为探究该基因家族在尖孢镰刀菌及镰刀菌属内的进化与功能分化特征，本研究基于 BLAST 序列比对方法结合 MCScanX 软件开展基因组内及物种间的共线性分析，11 个尖孢镰刀菌组蛋白去乙酰化酶基因（FoHDACs）均与镰刀菌的同源基因保持一对一的直系同源关系；而尖孢镰刀菌中仅 3 个 SIR2 家族基因（FoHST3、FoSIR2、FoSIR4）与稻瘟病菌存在跨家族的直系同源性，说明其在真菌核心表观遗传调控机制中发挥着不可或缺的作用。
图2 FoHDAC 基因的基因组结构特征与进化保守性
本研究对 FoHDAC 基因的启动子区域的顺式调控元件进行系统鉴定。核心转录调控元件（如 CAAT-box, TATA-box）与胁迫响应型顺式调控基序共同存在，包括抗氧化响应元件（ARE、as-1）和胁迫响应元件（STRE），预示其在胁迫应答中发挥广泛作用。
图3 FoHDAC 基因启动子区顺式调控元件的鉴定分析
此外，表达具有显著发育阶段特异性：8个基因在孢子休眠期高表达，萌发期受抑制，后续在菌丝生长与产孢期逐步恢复；FoHOS3与FoRPD3呈持续活跃状态；FoSIR7为产孢特异性表达。这种阶段性的表达动态特征，表明形态建成进程存在特化的表观遗传调控协同作用。
图4 FoHDAC 基因在不同发育阶段及胁迫条件下的表达谱分析
胁迫响应呈现高度异质性：在盐、渗透、氧化、低温及杀菌剂等多种胁迫下，不同FoHDACs成员表达呈现显著差异，其中FoHOS3被多种胁迫共同诱导，提示其作为“胁迫信号整合器”的核心作用。FoSIR7则发挥广谱响应因子功能，而FoHST3和FoHST4通常在应激相关条件下受到抑制。
▍科学意义与应用前景
该研究首次系统解析了尖孢镰刀菌HDAC家族的组成、结构、进化及其在发育与胁迫响应中的表达调控网络，不仅拓展了对病原真菌表观遗传调控机制的理解，也为开发靶向HDAC的新型绿色杀菌剂提供了理论依据与候选分子靶标。未来通过精准干预真菌表观遗传通路，有望实现对病害关键生命周期节点和环境适应能力的双重抑制，为农业可持续病害治理提供新思路。
▍合作团队与资助
本研究获云南省芳香中药发掘与农业利用国际联合实验室、国家自然科学基金、云南省科技计划项目等资助。云南中医药大学与江汉大学在中药资源开发、真菌分子生物学及绿色植保领域的长期交叉合作，为本次研究的顺利开展与创新突破提供了坚实支撑。
论文信息：
LIAO H-X, WEN J-R, SHI H-M, Genome-wide identification and expression profiling of the histone deacetylase gene family in Fusarium oxysporum. IMA Fungus,17: e168980 (2026).
DOI: 10.3897/imafungus.17.168980
团队简介：
董鲜教授团队长期致力于芳香中药资源的农业创新利用研究，聚焦于“植物–病原–环境”互作体系的表观遗传调控机制。围绕“芳香辟秽”理论，团队构建了从活性物质筛选、纳米递送系统开发到分子靶标解析的完整研发链条，系统阐明植物精油通过靶向HDAC等表观遗传因子，协同调控病原菌抑制与作物生长的双重机制。相关成果发表在 Journal of Agricultural and Food Chemistry（封面论文）、IMA Fungus、Pesticide Biochemistry and Physiology、Industrial Crops and Products、Journal of Ginseng Research等国内外权威期刊，获多项发明专利与省部级科技奖励，为绿色植保产品开发提供了持续的理论与技术储备。
