稻瘟病菌中一个新的效应因子家族的功能初探

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水稻是人类的主要粮食作物之一。由丝状子囊真菌稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是造成水稻产量的急剧下降的重要病害之一。因为其经济重要性和遗传转化易操作性,稻瘟病菌已经成为研究宿主-病原真菌相互作用的模式生物。效应因子在稻瘟病菌与水稻的互作过程中起重要作用,能够调节宿主植物的免疫系统和生理状态以促进侵染,因此,对效应因子功能及其作用机理的深入研究,有助于进一步阐明稻瘟病菌的致病机制,也将为更持久有效地防控稻瘟病提供坚实的理论依据。我们在稻瘟病菌中发现了一个可能在与宿主互作过程中起重要作用的新基因家族(Host adaptation gene,Hag)。在以水稻为寄主的稻瘟菌株中共鉴定出21个基因家族成员,初步的侵染阶段亚细胞定位研究表明,MoHag1定位于活体营养界面复合物(Biotrophic interfacial complex,BIC)上,其他成员侵染阶段的亚细胞定位尚未明确。因此,我们通过同源重组的方法用MoHag1的启动子(1kb)来替代其他基因家族成员的自身启动子,进而分析其他基因家族成员的亚细胞定位。实验结果显示基因Mollag1在同源重组转化子中没有可见的荧光信号,但在异位整合的转化子中MoHag1可在附着胞胞孔处形成环状结构,说明不同长度的启动子片段会影响蛋白的表达水平和定位模式,因此,MoHag1的启动子并不适用于其他家族成员的亚细胞定位分析。此外,本研究还通过农杆菌介导的瞬时表达系统,分析了四个该基因家族成员是否能诱导细胞程序性死亡(PCD)或抑制Bax诱导产生的 PCD。我们分别构建了MoHag1、MoHag3、MoHag4 和MoHag8 的全长编码序列(FL)和去信号肽序列(NS)的烟草瞬时表达载体,通过烟草注射实验我们发现,MoHag1FL、MoHag1NS、MoHag3FL和MoHag3NS都可抑制BAX诱导的PCD,而MoHag4FL、MoHag4NS、MoHag8FL 和 MoHag8NS 既不能抑制 BAX 诱导的PCD也不能直接诱导细胞凋亡。由此可见,该基因家族的部分成员可以抑制BAX诱导的PCD,可能作为效应因子参与稻瘟病菌的侵染致病过程。
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