cAMP磷酸二酯酶PcPdeH调控辣椒疫霉寄主侵染过程的机制研究

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在真核生物中,cAMP信号通路影响和调节代谢、形态建成和致病性等生理过程。环腺苷酸(cAMP)作为细胞内重要的第二信使,可对胞外信号作出反应,并控制胞内一系列的下游信号元件。细胞内cAMP水平的高低由多种蛋白共同调控,在这些蛋白影响下,胞内cAMP的水平在合成和降解之间达到平衡。cAMP磷酸二酯酶(PDEs)是cAMP降解过程中的关键蛋白,但其在辣椒疫霉中的功能尚不明确。
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  在本研究中,我们主要分析了PcPdeH在调节辣椒疫霉的生长、细胞内cAMP水平和致病性等方面的作用。PcPdeH的缺失导致芽管萌发异常,具体表现为折点、分枝增多和部分膨大,这表明菌丝的极性生长受到了影响。敲除PcPdeH导致辣椒疫霉致病力显著降低,接种烟草或辣椒叶片后仅产生坏死状病斑,显微观察结果显示,PcPdeH的缺失导致侵入菌丝的扩展受到限制。将接种时间分别延长至5-7天后,病斑并未进一步扩展;创伤接种的结果与非创伤接种相比无显著差别。因此,实验结果表明,PcPdeH敲除突变体致病力的降低并非生长速率减慢或穿透能力丧失造成。在含有1-5mmH2O2的Plich培养基上,PcPdeH敲除突变体的菌丝生长受到显著抑制,这说明相比野生型菌株和对照菌株,PcPdeH敲除突变体对H2O2的敏感性显著升高。此外,与野生型菌株和对照菌株相比,PcPdeH敲除突变体的胞内cAMP水平增高了1.5-2倍,这表明辣椒疫霉高亲和力磷酸二酯酶参与调节细胞内cAMP水平。以上结果显示,PcPdeH在调控辣椒疫霉的营养生长、芽管萌发和致病力等方面起着至关重要的作用。本研究初步解析了PcPdeH的生物学功能,可为揭示cAMP途径调控辣椒疫霉致病性的分子机制提供重要的线索。
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