【摘 要】
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葡萄霜霉菌(Plasmopara viticola)是一种专性寄生卵菌,在分类上属于卵菌门,霜霉目,霜霉科,单轴霉属。由葡萄霜霉菌引起的葡萄霜霉病(Grapevine downy mildew)是危害葡萄最严重的病害,每年都会对葡萄以及葡萄酒产业造成巨大的经济损失。长期以来,育种工作者通过种间杂交、倍性诱变、转基因等手段不断的尝试改良品种以提高葡萄对霜霉菌的抗性,但是霜霉病依然在各个栽培品种中发生
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葡萄霜霉菌(Plasmopara viticola)是一种专性寄生卵菌,在分类上属于卵菌门,霜霉目,霜霉科,单轴霉属。由葡萄霜霉菌引起的葡萄霜霉病(Grapevine downy mildew)是危害葡萄最严重的病害,每年都会对葡萄以及葡萄酒产业造成巨大的经济损失。长期以来,育种工作者通过种间杂交、倍性诱变、转基因等手段不断的尝试改良品种以提高葡萄对霜霉菌的抗性,但是霜霉病依然在各个栽培品种中发生。因此,对于霜霉菌和葡萄互作的研究是一个迫切而又重要的课题,也只有弄清了霜霉菌的致病机理和葡萄的抗性机制才能为我们解决病害提供行之有效的防治手段。效应蛋白(Effectors)是病原菌分泌的一类小分子蛋白质,在侵染过程中它们是病原菌攻击寄主免疫系统的强大武器。本实验室前期通过对葡萄霜霉菌小种“JL-7-2”进行转录组、全基因组测序,总共挖掘到了 102个RXLR效应蛋白基因(PvRXLRs)。在本研究中为了探究这些效应蛋白的生化功能,我们从霜霉菌“JL-7-2”基因组中扩增到了 83个效应蛋白基因,其中45个来源于转录组,38个来源于基因组。利用RT-PCR我们证实了 38个基因组效应蛋白中有33个都可以检测到表达。为了进一步分析这些效应蛋白的作用机制,我们利用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达技术分析了它们在植物中的亚细胞定位情况,结果显示总共有76个效应蛋白能够在植物细胞内观察到明显的荧光信号。在这些效应蛋白中,34个效应蛋白定位于植物细胞核和细胞质,29个效应蛋白特异性的定位于细胞核,9个效应蛋白定位于膜系统。此外我们还鉴定到了 4个效应蛋白(PvRXLR54,61,86和161)定位于叶绿体,这也是卵菌效应蛋白定位于植物细胞器的首次报道。在上述4个叶绿体定位效应蛋白中,我们选择了 PvRXLR54进行深入研究。共定位实验表明效应蛋白PvRXLR54不仅定位于叶绿体而且还能够同时定位于线粒体,蛋白免疫印迹结果表明其N端并不含有可剪切的转运肽,但暴露的N端对于其在植物细胞中的转运是必须的。我们还发现效应蛋白PvRXLR54能够使转基因植株叶绿素含量降低,并抑制光化学反应、活性氧爆发以及胼胝质沉积。利用酵母双杂交以及“共沉淀—质谱”筛选,我们发现效应蛋白PvRXLR54能够与一个葡萄叶绿素结合蛋白(Grapevine chlorophyll a-b binding protein151,VvCBP151)直接互作,并推测效应蛋白可能通过影响VvCBP151的光能吸收与转化,进而抑制植物的先天免疫反应。
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