Abstract Secretion is a fundamental process in all living organisms. Using conventional secretion pathways, many plant pathogens release effectors into the host plants to downregulate immunity and promote infection. However, this does not always constitute the only way that effectors are sorted and tracked to their final destination such as the biotrophic interfacial complex-associated effectors produced by the blast fungus Magnaporthe oryzae. Here, we uncover a novel unconventional route originating from fungal vacuolar membrane to the host interface and plasma membrane. We found that a GFP-MoRab7 labeled vacuole is closely associated with the interface structure throughout M. oryzae invasive growth. Conditional inactivation of MoRab7 impaired the establishment of the biotrophy interface and secretion of Pwl2 effector. To perform the vacuolar trafficking pathway, MoRab7 first recruits the retromer complex to the vacuole membrane, enabling it recognizes a batch of SNARE proteins, including the v-SNARE MoSnc1. Live-cell imaging supports both retromer complex component and MoSnc1 protein labeled vesicles showing the trafficking dynamics toward the interface or plasma membrane, and then fusion with target membranes. Lastly, disruption of the MoRab7/Retromer/MoSnc1-based endolysosomal cascade affects effector secretion and fungal pathogenicity. Taken together, we discovered an unconventional protein and membrane trafficking route starting from the fungal endolysosomes to the M. oryzae -rice interaction interface, and dissect the role of MoRab7/Retromer/MoSnc1 constituent sorting machinery in effector secretion during invasive growth in M. oryzae .

Abstract A key question that has remained unanswered is how pathogenic fungi switch from vegetative growth to infection-related morphogenesis during a disease cycle. Here, we identify a fungal oxylipin analogous to the well-known phytohormone jasmonic acid, as the principal morphogenesis signal responsible for such a developmental switch to pathogenicity in the rice-blast fungus Magnaporthe oryzae . We explored the molecular function(s) of such intrinsic jasmonic acid during pathogenic differentiation in M. oryzae via OPR1 , which encodes a 12-Oxo-phytodienoic Acid Reductase essential for its biosynthesis. Loss of OPR1 led to prolonged vegetative growth, and a delayed initiation and improper development of infection structures in M. oryzae , reminiscent of phenotypes observed in mutants (e.g. pth11 Δ and cpka Δ) that are compromised for cyclic AMP signaling. Genetic- or chemical-complementation completely restored proper germ tube growth and appressorium formation in opr1 Δ. Liquid chromatography mass spectrometry-based quantification revealed increased OPDA accumulation and a significant decrease in JA levels in the opr1 Δ. Most interestingly, exogenous jasmonic acid also restored appressorium formation in the pth11 Δ mutant that lacks G protein/cyclic AMP signaling. Epistasis analysis placed fungal jasmonate upstream of the cyclic AMP signaling in rice blast. Lastly, we show that intrinsic jasmonate orchestrates the cessation of vegetative phase and initiates pathogenic development via a regulatory interaction with the cyclic AMP cascade and redox signaling in rice blast.

Abstract Cytokinesis is the concluding step of the cell cycle. Coordination between multiple cellular processes is essential for the success of cytokinesis. The fission yeast, Schizosaccharomyces pombe , like other fungal cells is contained within a cell wall. During cell division, the external cell wall is extended inwards to form a special septum wall structure in continuity with the cell wall. The primary septum, the central component of the three-layered division septum, is enriched with linear β-1,3-glucan formed by Bgs1p, a β-1,3-glucan synthase. In this study we uncover a novel essential protein, Smi1p, that functions as a suppressor of the Bgs1p temperature-sensitive mutant, cps1-191 . We observe a rescue in the cell wall composition and ultrastructure and also in actomyosin ring dynamics. Further, we identify a colocalization and physical association between Bgs1p and Smi1p. Altogether, our results indicate that Smi1p regulates the function of Bgs1p during cytokinesis.

Blast disease, caused by the fungus Magnaporthe oryzae, wreaks havoc on crops worldwide, resulting in an approximate loss of 20%–30% of the annual rice yield (He et al., 2020He M. Su J. Xu Y. Chen J. Chern M. Lei M. Qi T. Wang Z. Ryder L.S. Tang B. et al.Discovery of broad-spectrum fungicides that block septin-dependent infection processes of pathogenic fungi.Nat. Microbiol. 2020; 5: 1565-1575https://doi.org/10.1038/s41564-020-00790-yCrossref PubMed Scopus (48) Google Scholar; Liu et al., 2024Liu M. Wang F. He B. Hu J. Dai Y. Chen W. Yi M. Zhang H. Ye Y. Cui Z. et al.Targeting Magnaporthe oryzae effector MoErs1 and host papain-like protease OsRD21 interaction to combat rice blast.Nat. Plants. 2024; 10: 618-632https://doi.org/10.1038/s41477-024-01642-xCrossref Scopus (6) Google Scholar). M. oryzae heads the top 10 list of the most devastating phytopathogens and serves as a model system for investigating fungal diseases in plants, thus offering insights relevant to disease control in important agricultural crops. Effective fungicides play a pivotal role in blast management, substantially bolstering food security within modern agriculture. However, there is a significant shortage of targeted fungicides tailored for management of blast disease, in addition to tricyclazole, iprobenfos, tebuconazole, trifloxystrobin, and pydiflumetofen, which target melanin, choline, ergosterol, or ATP biosynthesis (Tleuova et al., 2020Tleuova A.B. Wielogorska E. Talluri V. Stepanek F. Elliott C.T. Grigoriev D.O. Recent advances and remaining barriers to producing novel formulations of fungicides for safe and sustainable agriculture.J. Control. Release. 2020; 326: 468-481https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2020.07.035Crossref Scopus (94) Google Scholar). Recent studies have made notable advances in investigating the cell biology of appressorium-mediated infection and characterizing the specific proteins involved in interactions between M. oryzae and rice plants, propelling the discovery of new classes of pathobiology-based targeted fungicides and novel immune elicitors against blast. The appressorium, a specialized infection structure formed by M. oryzae, facilitates the efficient penetration and invasion of host plant tissues. An outstanding study conducted by He et al. found that very-long-chain fatty acids (VLCFAs) are essential for the subcellular organization of septin GTPases during appressorium-mediated host infection in M. oryzae (He et al., 2020He M. Su J. Xu Y. Chen J. Chern M. Lei M. Qi T. Wang Z. Ryder L.S. Tang B. et al.Discovery of broad-spectrum fungicides that block septin-dependent infection processes of pathogenic fungi.Nat. Microbiol. 2020; 5: 1565-1575https://doi.org/10.1038/s41564-020-00790-yCrossref PubMed Scopus (48) Google Scholar). The absence of VLCFAs hinders septin assembly, thus impeding host penetration. Intriguingly, the herbicide metazachlor, a known inhibitor of the VLCFA biosynthesis enzyme Elo1, suppresses blast disease and shows broad-spectrum fungicidal activity against various fungal pathogens without harming host plants (Figure 1A) (He et al., 2020He M. Su J. Xu Y. Chen J. Chern M. Lei M. Qi T. Wang Z. Ryder L.S. Tang B. et al.Discovery of broad-spectrum fungicides that block septin-dependent infection processes of pathogenic fungi.Nat. Microbiol. 2020; 5: 1565-1575https://doi.org/10.1038/s41564-020-00790-yCrossref PubMed Scopus (48) Google Scholar). Another analogous case in the pursuit of new fungicides against blast disease targeted a critical phosphatide phosphatase, Pah1, which is involved in the production of diacylglycerol to regulate triglyceride synthesis, cellular signaling, and appressorium development (Zhao et al., 2024aZhao J. Chen Y. Ding Z. Zhou Y. Bi R. Qin Z. Yang L. Sun P. Sun Q. Chen G. et al.Identification of propranolol and derivatives that are chemical inhibitors of phosphatidate phosphatase as potential broad-spectrum fungicides.Plant Commun. 2024; 5100679https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100679Abstract Full Text Full Text PDF Scopus (6) Google Scholar). Propranolol, a known inhibitor of Pah1, showed efficient antifungal activity toward M. oryzae. The authors then developed and synthesized a series of propranolol derivatives using computer-aided drug design and chemical modification to further enhance its antifungal efficacy (Figure 1A). One such derivative displayed a 16-fold increase in antifungal activity and mitigated rice blast and Fusarium head blight under field conditions (Zhao et al., 2024aZhao J. Chen Y. Ding Z. Zhou Y. Bi R. Qin Z. Yang L. Sun P. Sun Q. Chen G. et al.Identification of propranolol and derivatives that are chemical inhibitors of phosphatidate phosphatase as potential broad-spectrum fungicides.Plant Commun. 2024; 5100679https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100679Abstract Full Text Full Text PDF Scopus (6) Google Scholar). Both studies paved the way for the design of new targeted fungicides through an innovative drug repurposing strategy. In addition to the targets Elo1 and Pah1 mentioned above, Mps1 (mitogen-activated protein kinase 1), initially identified in 1998, is crucial for appressorium-mediated host penetration by M. oryzae. Two seminal reports in 2023 highlighted Mps1 as a prime target for blast fungus management and control (Kong et al., 2023Kong Z. Zhang X. Zhou F. Tang L. Chen Y. Li S. Zhang X. Kuai L. Su W. Cui W. et al.Structure-aided identification of an inhibitor targets Mps1 for the management of plant-pathogenic fungi.mBio. 2023; 14e0288322https://doi.org/10.1128/mbio.02883-22Crossref Scopus (7) Google Scholar; Li et al., 2023Li R. Bi R. Cai H. Zhao J. Sun P. Xu W. Zhou Y. Yang W. Zheng L. Chen X.L. et al.Melatonin functions as a broad-spectrum antifungal by targeting a conserved pathogen protein kinase.J. Pineal Res. 2023; 74e12839https://doi.org/10.1111/jpi.12839Crossref Scopus (16) Google Scholar). The first report focused on identifying an inhibitor, A378-0, through high-throughput affinity screening against a DNA-encoded compound library. An innovative finding revealed that A378-0 binds strongly to Mps1 and its orthologs and blocks their function, thereby inhibiting fungal invasion and pathogenic growth of not only M. oryzae but also Fusarium oxysporum (Figure 1B) (Kong et al., 2023Kong Z. Zhang X. Zhou F. Tang L. Chen Y. Li S. Zhang X. Kuai L. Su W. Cui W. et al.Structure-aided identification of an inhibitor targets Mps1 for the management of plant-pathogenic fungi.mBio. 2023; 14e0288322https://doi.org/10.1128/mbio.02883-22Crossref Scopus (7) Google Scholar). Meanwhile, Li et al. found that melatonin inhibits fungal growth, conidial germination, and appressorium formation, effectively limiting blast disease establishment and/or severity (Li et al., 2023Li R. Bi R. Cai H. Zhao J. Sun P. Xu W. Zhou Y. Yang W. Zheng L. Chen X.L. et al.Melatonin functions as a broad-spectrum antifungal by targeting a conserved pathogen protein kinase.J. Pineal Res. 2023; 74e12839https://doi.org/10.1111/jpi.12839Crossref Scopus (16) Google Scholar). Their research, supported by genetic and biochemical evidence, suggests that melatonin acts through Mps1 and readily enters fungal cells to disrupt the activation of this important mitogen-activated protein kinase. The authors also synthesized melatonin derivatives by chemical modification, and one variant, tert-butylcarbonyl melatonin, showed 25-fold greater effectiveness in fungicidal activity (Figure 1B). These studies introduce novel kinase inhibitors and strategies for the development of highly effective and broad-spectrum fungicides, integrating various approaches such as affinity screening, chemical modification, and structural assays to target key signaling pathways essential for fungal pathogenesis. Rapid advances in platforms for protein structure prediction, including I-TASSER, have enabled effective strategies for the discovery of targeted fungicides through receptor-based virtual screening (Zhao et al., 2024aZhao J. Chen Y. Ding Z. Zhou Y. Bi R. Qin Z. Yang L. Sun P. Sun Q. Chen G. et al.Identification of propranolol and derivatives that are chemical inhibitors of phosphatidate phosphatase as potential broad-spectrum fungicides.Plant Commun. 2024; 5100679https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100679Abstract Full Text Full Text PDF Scopus (6) Google Scholar; Wu et al., 2024Wu X.Y. Dong B. Zhu X.M. Cai Y.Y. Li L. Lu J.P. Yu B. Cheng J.L. Xu F. Bao J.D. et al.SP-141 targets Trs85 to inhibit rice blast fungus infection and functions as a potential broad-spectrum antifungal agent.Plant Commun. 2024; 5100724https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100724Abstract Full Text Full Text PDF Scopus (3) Google Scholar). A recent study focused on Trs85, a crucial subunit of the transport protein particle III complex that is pivotal for appressorium-mediated M. oryzae infection (Wu et al., 2024Wu X.Y. Dong B. Zhu X.M. Cai Y.Y. Li L. Lu J.P. Yu B. Cheng J.L. Xu F. Bao J.D. et al.SP-141 targets Trs85 to inhibit rice blast fungus infection and functions as a potential broad-spectrum antifungal agent.Plant Commun. 2024; 5100724https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100724Abstract Full Text Full Text PDF Scopus (3) Google Scholar). Trs85 modulates autophagy during appressorium formation via Ypt1, a GTPase, and harbors a key conserved amphipathic α helix associated with pathogenicity of the blast fungus. Computer-aided screening leveraging this α helix led to the discovery of SP-141, a lead compound that disrupts the Trs85–Ypt1 interaction and autophagy. SP-141, a novel antifungal agent, demonstrates significant potential for M. oryzae control and shows promise as a broad-spectrum antifungal compound (Figure 1C). In addition, the novel isopropanolamine inhibitor VS-10 with unique mechanisms was discovered by virtual screening against the trehalose-6-phosphate synthase MoTps1; it displayed remarkable fungicidal activity against M. oryzae after chemical modification (Jiang et al., 2023Jiang Z. Shi D. Chen Y. Li H. Wang J. Lv X. Zi Y. Wang D. Xu Z. Huang J. et al.Discovery of novel isopropanolamine inhibitors against MoTPS1 as potential fungicides with unique mechanisms.Eur. J. Med. Chem. 2023; 260115755https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2023.115755Crossref Scopus (3) Google Scholar). These findings underscore the power of computer-aided virtual screening in expediting the discovery of novel signaling interfaces and targeted fungicides. Ligand-based drug design is an alternative to receptor-based virtual screening for the development of novel targeted fungicides. During rice infection, M. oryzae secretes diverse effectors to manipulate host cell processes and weaken the host defense response. Notably, Liu et al. recently found that a unique effector, Ers1, highly specific to M. oryzae and absent in other fungal species, suppresses the immune-related papain-like cysteine protease OsRD21 in rice (Liu et al., 2024Liu M. Wang F. He B. Hu J. Dai Y. Chen W. Yi M. Zhang H. Ye Y. Cui Z. et al.Targeting Magnaporthe oryzae effector MoErs1 and host papain-like protease OsRD21 interaction to combat rice blast.Nat. Plants. 2024; 10: 618-632https://doi.org/10.1038/s41477-024-01642-xCrossref Scopus (6) Google Scholar). By selecting diphenyl ether ester as an Ers1 inhibitor core, using Sybyl-x-2.0 for diaryl ether–Ers1 docking, and synthesizing various derivatives with hydroxyl and ester modifications, a new compound, FY21001, was designed (Figure 1D). FY21001 selectively binds to and inhibits Ers1, thus interrupting its interaction with OsRD21, and has proven to be highly effective for rice blast control in field trials (Liu et al., 2024Liu M. Wang F. He B. Hu J. Dai Y. Chen W. Yi M. Zhang H. Ye Y. Cui Z. et al.Targeting Magnaporthe oryzae effector MoErs1 and host papain-like protease OsRD21 interaction to combat rice blast.Nat. Plants. 2024; 10: 618-632https://doi.org/10.1038/s41477-024-01642-xCrossref Scopus (6) Google Scholar). This work pioneered a ligand-driven strategy for development of fungicides targeting pathogen-specific effectors, thus offering an eco-friendly and sustainable solution for crop protection. Although targeted chemical interventions have proven effective, the enhancement of intrinsic crop resistance represents an alternative strategy. A recent exciting breakthrough revealed that exogenous application of the novel immune elicitor OsSSP1 (Oryza sativa secretory small protein 1) boosts rice resistance against blast disease. Upon sensing M. oryzae attack, OsSSP1 is secreted into the apoplast to trigger a defense response in the host plant (Zhao et al., 2024bZhao T. Ma S. Kong Z. Zhang H. Wang Y. Wang J. Liu J. Feng W. Liu T. Liu C. et al.Recognition of the inducible, secretory small protein OsSSP1 by the membrane receptor OsSSR1 and the co-receptor OsBAK1 confers rice resistance to the blast fungus.Mol. Plant. 2024; 17: 807-823https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.04.009Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (2) Google Scholar). This response depends on an as-yet uncharacterized transmembrane protein OsSSR1 (Oryza sativa secretory small protein receptor 1) and the coreceptor OsBAK1. Such a "self-recognition process" via secreted proteins in the host could be a milestone finding that deepens our understanding of host defense strategy and fungus–host interactions. Application of exogenous OsSSP1 over 2 weeks maintained effective rice resistance to M. oryzae without affecting yield, indicating its excellent potential as a sustainable immune elicitor alternative to chemical fungicide-based control and management of rice blast. The identification of pathogenicity proteins, which are conserved among M. oryzae strains from different rice growing areas or plant pathogenic fungi and are distinct from human, animal, and other microbial proteins, is pivotal for development of fungicides targeting rice blast. Furthermore, exploring the molecular interactions and signaling pathways in the M. oryzae–rice interaction will reveal essential regulators of pathogenicity and host defense, as well as conserved binding sites for interactions between these regulators and their partners, thus identifying additional fungicide/immune elicitor targets. In addition to chemical agents, double-stranded RNAs and short peptides also show promise, with technological innovations enhancing their practical application for fungal disease control. Integration of computational methods such as virtual screening, molecular docking, and artificial intelligence tools like AlphaFold 3 and RoseTTAFold could accelerate the development of new fungicides by illustrating the structures of fungal proteins, identifying lead compounds through virtual screening, revealing the binding sites between receptors and ligands, modifying existing compounds or creating new ones, and assessing the potential environmental impact of new fungicides on non-target organisms (Peng et al., 2024Peng Z. Lu P. Yang J. AI accurately predicting the structure of biomolecular interactions.Cell Res. 2024; 0: 1-2https://doi.org/10.1038/s41422-024-00991-8Crossref Scopus (1) Google Scholar). Finally, cutting-edge methods will improve fungicide efficiency, stability, and safety while reducing overall costs and time to market and in-field applications. This research was supported by grants from the National Natural Science Foundation of China (32171944) and the Innovation Program of the Chinese Academy of Agricultural Sciences (Y2023QC22 and CAAS-CSCB-202301).

The cAMP-Protein Kinase A signalling, anchored on CpkA, is necessary for appressorium development and host penetration, but indispensable for infectious growth in Magnaporthe oryzae. In this study, we identified and characterized the gene encoding the second catalytic subunit, CPK2, whose expression was found to be lower compared to CPKA at various stages of pathogenic growth in M. oryzae. Deletion of CPK2 caused no alterations in vegetative growth, conidiation, appressorium formation, or pathogenicity. Surprisingly, the cpkA∆cpk2∆ double deletion strain displayed significant reduction in growth rate and conidiation compared to the single deletion mutants. Interestingly, loss of CPKA and CPK2 resulted in morphogenetic defects in germ tubes (with curled/wavy and serpentine growth pattern) on hydrophobic surfaces, and a complete failure to produce appressoria therein, thus suggesting an important role for CPK2-mediated cAMP-PKA in surface sensing and response pathway. CPKA promoter-driven CPK2 expression partially suppressed the defects in host penetration and pathogenicity in the cpkA∆. Such ectopic CPK2 expressing strain successfully penetrated the rice leaves, but was unable to produce proper secondary invasive hyphae, thus underscoring the importance of CpkA in growth and differentiation in planta. The Cpk2-GFP localized to the nucleus and cytoplasmic vesicles in conidia and the germ tubes. The Cpk2-GFP colocalized with CpkA-mCherry on vesicles in the cytosol, but such overlap was not evident in the nucleus. Our studies indicate that CpkA and Cpk2 share overlapping functions, but also play distinct roles during pathogenesis-associated signalling and morphogenesis in the rice blast fungus.

Summary Using functional interaction assays, Tinctoporellus species isolate AR8 was identified as a plant growth-promoting fungus from Arabidopsis roots. Confocal microscopy revealed interstitial growth and intracellular endophytic colonization within root cortex by AR8 hyphae prior to induction of beneficial effects. AR8 improved plant growth and fitness across a broad range of monocot and dicot host species. AR8 solubilized inorganic phosphate and enabled macronutrient phosphorus assimilation into the host plants, and the resultant growth promotion required an intact phosphate starvation response therein. Metabolomics analysis identified a highly specific subset of primary and secondary metabolites such as sugars, organic acids, sugar alcohols, amino acids, and phenylpropanoids, which were found to be essential for the plant growth-promoting activities of AR8. trans -Cinnamic acid was identified as a novel AR8-induced plant growth promoting metabolite.

We identified that ferroptosis, an iron-dependent non-apoptotic cell death process, occurs in the rice blast fungus Magnaporthe oryzae, and plays a key role in infection-related development therein. Ferroptosis in the blast fungus was confirmed based on the four basic criteria. We confirmed the dependence of ferroptosis on ferric ions, and optimized C11-BODIPY581/591 as a key sensor for subcellular detection and quantification of lipid peroxides that mediate ferroptotic cell death during the pathogenic growth phase of M. oryzae. In addition, we uncovered an important regulatory function for reduced glutathione and the NADPH oxidases in generating/modulating the superoxide moieties for ferroptotic cell death in Magnaporthe. Ferroptosis was found to be necessary for the specific developmental cell death in conidia during appressorium maturation in rice blast. Such ferroptotic cell death initiated first in the terminal cell and progressed sequentially to the entire conidium. Chelation of iron or chemical inhibition of ferroptosis caused conidial cells to remain viable and led to strong defects in host invasion by M. oryzae. Precocious induction of ferroptosis in a blast-susceptible rice cultivar led to resistance against M. oryzae invasion. Interestingly, ferroptosis and autophagy were found to play inter-reliant or codependent roles in contributing to such precise cell death in M. oryzae conidia during pathogenic differentiation. Our study provides significant molecular insights into understanding the role of developmental cell death and iron homeostasis in infection-associated morphogenesis and in fungus-plant interaction in the blast pathosystem.

Magnaporthe oryzae causes Blast disease, which is one of the most devastating infections in rice and several important cereal crops. M. oryzae needs to coordinate gene regulation, morphological changes, nutrient acquisition, and host evasion, in order to invade and proliferate within the plant tissues. Thus far, the molecular mechanisms underlying the regulation of invasive growth in planta have remained largely unknown. We identified a precise filamentous-punctate-filamentous cycle in mitochondrial morphology during Magnaporthe-Rice interaction. Interestingly, loss of either the mitochondrial fusion (MoFzo1) or fission (MoDnm1) machinery, or inhibition of mitochondrial fission using Mdivi-1 caused significant reduction in M. oryzae pathogenicity. Furthermore, exogenous carbon source(s) but not antioxidant treatment delayed such mitochondrial dynamics/transition during invasive growth. Such nutrient-based regulation of organellar dynamics preceded MoAtg24-mediated mitophagy, which was found to be essential for proper biotrophic development and invasive growth in planta. We propose that precise mitochondrial dynamics and mitophagy occur during the transition from biotrophy to necrotrophy, and are required for proper induction and establishment of the blast disease in rice.

Summary The retromer complex is a conserved sorting machinery that maintains cellular protein homeostasis by transporting vesicles containing cargo proteins to defined destinations. It is known to sort proteins at the vacuole membranes for retrograde trafficking, preventing their degradation in the vacuole. However, the detailed mechanism of retromer recruitment to the vacuole membrane has not yet been elucidated. Here, we show that the vacuolar SNARE complex MoPep12‐MoVti1‐MoVam7‐MoYkt6 regulates retromer‐mediated vesicle trafficking by recruiting the retromer to the vacuole membrane, which promotes host invasion in Magnaporthe oryzae . Such recruitment is also essential for the retrieval of the autophagy regulator MoAtg8 and enables appressorium‐mediated host penetration. Furthermore, the vacuolar SNARE subunits are involved in suppressing the host defense response by regulating the deployment of retromer‐MoSnc1‐mediated effector secretion. Altogether, our results provide insights into the mechanism of vacuolar SNAREs‐dependent retromer recruitment which is necessary for pathogenicity‐related membrane trafficking events in the rice blast fungus.

A series of well-synchronized events mediated by kinetochore-microtubule interactions ensure faithful chromosome segregation in eukaryotes. Centromeres scaffold kinetochore assembly and are among the fastest evolving chromosomal loci in terms of the DNA sequence, length, and organization of intrinsic elements. Neither the centromere structure nor the kinetochore dynamics is well studied in plant pathogenic fungi. Here, we sought to understand the process of chromosome segregation in the rice blast fungus, Magnaporthe oryzae. High-resolution confocal imaging of GFP-tagged inner kinetochore proteins, CenpA and CenpC, revealed an unusual albeit transient declustering of centromeres just before anaphase separation in M. oryzae. Strikingly, the declustered centromeres positioned randomly at the spindle midzone without an apparent metaphase plate per se. Using chromatin immunoprecipitation followed by deep sequencing, all seven centromeres were identified as CenpA-rich regions in the wild-type Guy11 strain of M. oryzae. The centromeres in M. oryzae are regional and span 57 to 109 kb transcriptionally poor regions. No centromere-specific DNA sequence motif or repetitive elements could be identified in these regions suggesting an epigenetic specification of centromere function in M. oryzae. Highly AT-rich and heavily methylated DNA sequences were the only common defining features of all the centromeres in rice blast fungus. PacBio genome assemblies and synteny analyses facilitated comparison of the centromere regions in distinct isolate(s) of rice blast, wheat blast, and in M. poae. Overall, this study identified unusual centromere dynamics and precisely mapped the centromere DNA sequences in the top model fungal pathogens that belong to the Magnaporthales and cause severe losses to global production of food crops and turf grasses.