稻瘟病菌效应蛋白MoPtep1功能研究

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稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻中最严重的真菌病害之一。在过去的几十年中,大量研究报道,稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)效应因子被分泌到植物细胞中以促进其侵染。效应因子通过定位特定细胞器(如细胞核、内质网、叶绿体等)靶向宿主蛋白辅助病原菌发挥毒力。然而,对过氧化物酶体特异性靶向效应因子的致病机制研究仍然有限。在这里我们对先前鉴定到的一个稻瘟病菌效应蛋白进行研究,利用农杆菌介导的烟草瞬时表达系统,分析该效应蛋白的亚细胞定位,发现其定位于植物过氧化物酶体,因此将该蛋白命名为MoPtep1(peroxisomestargeted effector protein 1)。随后对MoPtep1进行分泌性验证、基因表达分析、突变菌株构建、亚细胞定位、影响细胞死亡等分析,发现MoPtep1是稻瘟病菌重要的致病因子,并通过Y2H技术,筛选水稻的c DNA文库,获得以下结果:1、对MoPtep1的蛋白序列结构预测分析,发现MoPtep1具有一个典型的信号肽序列和铜氧还蛋白结构域,通过序列比对和系统发育分析,证明植物病原真菌中MoPtep1的同源蛋白在进化上是保守的;2、利用利用qRT-PCR,对MoPtep1在稻瘟病菌不同时期的表达量进行分析,证明MoPtep1在M.oryzae侵染的早期被诱导表达。3、利用Split PCR基因敲除技术获得MoPtep1基因敲除阳性转化子,通过对敲除突变体的表型分析,发现MoPtep1基因不影响稻瘟病菌菌丝体的营养生长和菌落形态,但它降低了M.oryzae对水稻的毒力;4、亚细胞定位分析发现,MoPtep1可定位于植物过氧化物酶体,并可以抑制烟草中INF1诱导的细胞死亡;5、利用酵母双杂交技术(Y2H)筛选到MoPtep1在水稻中的潜在互作蛋白,同时利用萤火素酶互补实验(LCA)在植物体内验证了MoPtep1与其候选互作蛋白的互作关系。本研究结果表明,MoPtep1是水稻稻瘟病重要的致病效应因子,进一步研究将为植物抗病防控策略提供新的理论依据,也为水稻的抗病遗传改良提供遗传材料和理论基础。
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