大丽轮枝菌SAGA复合物亚基VdAda1的功能分析

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大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)是造成多种双子叶植物黄萎病的土传病原菌,侵染多种具有重要经济价值的林木及农作物。目前关于大丽轮枝菌致病机理的研究主要集中在转录调控、分泌蛋白和微菌核三个方面。复杂的致病机制,微菌核强大的抗逆性,加上许多寄主植物缺乏遗传抗性,使得对大丽轮枝菌的防治困难重重。SAGA(Spt-Ada-Gcn5acetyltransferase complex)是一种不依赖ATP的多功能转录辅助复合体,它主要通过对组蛋白赖氨酸的乙酰化修饰来松动染色质结构,从而促进基因的转录。SAGA复合物在酵母菌中已有深入研究,但其在植物病原菌侵染寄主植物过程中发挥的作用鲜有报道。本研究旨在探索大丽轮枝菌SAGA复合物,并了解其VdAda1亚基的调控网络及致病机理。本研究首先通过与酿酒酵母及藤仓镰刀菌SAGA复合物的蛋白序列同源比对,鉴定出大丽轮枝菌中18个SAGA复合物成员,并通过RT-qPCR发现其中多数在大丽轮枝菌侵染棉花过程中被显著诱导表达。鉴于Ada1亚基对SAGA复合物的重要作用,本研究以VdAda1作为主要研究对象初步探究大丽轮枝菌SAGA复合物的功能。以农杆菌介导的遗传转化体系成功获得VdAda1的缺失突变体及回补株,通过培养性状观察、产孢量测定和致病力测定等证明VdAda1在大丽轮枝菌营养生长、产孢、黑色素合成、微菌核形成以及致病力方面至关重要。RT-qPCR结果表明VdAda1的缺失导致SAGA复合物其他成员表达的失衡;Western Blot进一步证实VdAda1缺失后HAT模块执行的组蛋白H3乙酰化功能受到严重影响。比较转录组学分析显示,VdAda1的缺失导致大丽轮枝菌3661个基因转录水平的改变,其中涵盖大量编码转录因子和分泌蛋白的基因,表明其在调节转录水平和毒力中的突出作用。此外,对VdAda1调控的基因进行致病力验证及农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达实验筛选到一个致病相关基因和两个抑制植物免疫反应的分泌蛋白,进一步揭示了VdAda1的全局性调控功能。综上所述,本研究首次鉴定了大丽轮枝菌中的SAGA复合物的组成,并证明VdAda1亚基通过介导大丽轮枝菌关键功能基因的调控影响多个生理过程,从而影响毒力。VdAda1的重要功能可能为大丽轮枝菌的防治提供了一个新的靶点。
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