稻瘟病菌效應(yīng)分子Iug12在其致病過程中的功能研究及其靶標(biāo)蛋白的篩選.pdf

1、稻瘟病菌是水稻生產(chǎn)上最具破壞性的病原菌之一，由其引起的稻瘟病嚴(yán)重威脅著全球水稻的生產(chǎn)安全。目前，控制該病害最經(jīng)濟(jì)有效的措施就是選育和利用抗病品種，同時輔以化學(xué)農(nóng)藥防治，但由于該病原菌易變異，容易產(chǎn)生新的致病和抗藥性群體，導(dǎo)致選育的抗病品種失去利用價值。因此，稻瘟病的防治始終是水稻生產(chǎn)上的一個重要難題，了解稻瘟病菌的致病分子機(jī)制對于控制該病害具有重要意義。近年來，由于水稻和稻瘟病菌的全基因組測序工作完成，該病害成為了解植物與真菌互作分子機(jī)

2、制的模式系統(tǒng)。稻瘟病菌和水稻的互作類似“軍備競賽”，分為親和互作和非親和互作。在非親和互作過程中，稻瘟病菌分泌的無毒效應(yīng)分子會被水稻中對應(yīng)的抗病基因識別，引發(fā)寄主免疫反應(yīng)表現(xiàn)出抗病;而為了逃避寄主的識別或抑制寄主免疫反應(yīng)，稻瘟病菌會在進(jìn)化過程中產(chǎn)生新的效應(yīng)分子作為毒性因子進(jìn)一步促進(jìn)稻瘟病菌侵染。因此，對稻瘟病菌效應(yīng)分子的研究有助于更好地了解水稻—稻瘟病菌互作分子機(jī)制。本論文主要對效應(yīng)分子Iug12在稻瘟病菌致病過程中的相關(guān)功能進(jìn)行研究，

3、結(jié)果如下:
　　本文從稻瘟病菌菌株Y34中克隆了效應(yīng)分子IUG12，采用基因敲除的方法獲得iug12突變體。對其生物學(xué)功能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，與野生型相比，Δiug12對水稻敏感品種LTH的致病力下降，該突變體的分生孢子附著胞形成減慢，但附著胞膨壓不受影響。對接種了稻瘟病菌分生孢子的水稻葉鞘和大麥葉背進(jìn)行撕皮觀察，發(fā)現(xiàn)突變體侵染菌絲在寄主細(xì)胞中的擴(kuò)展能力受到限制。DAB染色觀察到被突變體侵染的水稻葉鞘細(xì)胞積累了大量ROS，表明突變體可激

4、活水稻的防衛(wèi)反應(yīng)。此外，突變體在侵染水稻葉片時誘發(fā)水楊酸防衛(wèi)相關(guān)基因顯著上調(diào)表達(dá)，提示突變體激活SA防衛(wèi)反應(yīng)可能是Δiug12降低致病力的原因。
　　稻瘟病菌在侵染水稻過程中會分泌效應(yīng)分子進(jìn)入到寄主細(xì)胞內(nèi)，破壞或干擾其防衛(wèi)反應(yīng)，促進(jìn)病原菌的侵染。篩選效應(yīng)分子在寄主植物中的靶標(biāo)蛋白對于揭示稻瘟病菌的致病機(jī)理具有重要作用。為了研究Iug12的毒性機(jī)制，我們通過酵母雙雜交篩選水稻cDNA文庫的方法篩選互作蛋白。以缺失了信號肽序列的Iug

5、12為誘餌篩選得到50個克隆，使用pGADT7載體測序引物測序，最終獲得10個可能的互作蛋白。其中，Os10g33270基因（編碼氰酸酯酶）在測序結(jié)果中出現(xiàn)的重復(fù)數(shù)最多，達(dá)到13次重復(fù)，因此是Iug12靶標(biāo)蛋白的可能性最大。通過酵母雙雜交對Iug12與Os10g33270基因全長進(jìn)行互作驗(yàn)證，表明2個蛋白能夠發(fā)生互作。
　　綜上所述，效應(yīng)分子Iug12在稻瘟病菌致病過程中具有重要作用。對效應(yīng)分子作用機(jī)制的研究能為探索稻瘟病菌的致病