大豆疫霉Rho GTPase蛋白PsRac1的功能分析.pdf

1、大豆是世界上重要的經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物，大豆疫霉(Phytophthora sojae)侵染大豆而引起幼苗猝死和成株的根腐病是世界大豆生產(chǎn)上的主要病害之一，每年給世界的大豆產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨額經(jīng)濟(jì)損失。大豆疫霉通過(guò)感受性激素、外界溫度、濕度及條件的變化而進(jìn)入不同的生活周期。在侵染寄主的過(guò)程中通過(guò)感知寄主而分泌大量的降解酶、壞死蛋白、蛋白酶抑制劑等效應(yīng)因子以達(dá)到成功侵染寄主的目的。因此研究大豆疫霉如何感受外界的信息及信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制、效應(yīng)因子的分泌機(jī)制可以為防

2、止病害的發(fā)生和擴(kuò)展提供理論依據(jù)。但由于傳統(tǒng)的、在其他生物中運(yùn)用成熟的基因敲除等分子遺傳操作技術(shù)不能運(yùn)用在大豆疫霉中，因此對(duì)大豆疫霉的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及致病性機(jī)理了解的相對(duì)較少。隨著大豆疫霉全基因組數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的不斷公布及完善，利用基因功能研究技術(shù)來(lái)分析大豆疫霉的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及致病性機(jī)理就顯得尤為重要。
　　 大豆疫霉Rho GTPase家族蛋白的生物學(xué)預(yù)測(cè)及轉(zhuǎn)錄分析。Rho GTPase家族蛋白是Ras超家族小G蛋白最主要成員，

3、在真核生物中極為保守，參與胞極性、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞形狀、細(xì)胞間及細(xì)胞-基質(zhì)互作等多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。本研究通過(guò)生物信息學(xué)方法從大豆疫霉全基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中挖掘出了一個(gè)Rho GTPase家族蛋白，命名為PsRac1，通過(guò)與其它真核生物的同源性比較，分析了基因的結(jié)構(gòu)特征。利用qRT-PCR等技術(shù)分析了大豆疫霉中PsRac1生活史及侵染各個(gè)階段的轉(zhuǎn)錄情況，為后續(xù)功能基因研究提供了思路，也為大豆疫霉防治及新的藥物靶標(biāo)篩選提供了理論基礎(chǔ)。
　　

4、 大豆疫霉PsRac1參與調(diào)控大豆疫霉的生長(zhǎng)發(fā)育和致病性。游動(dòng)孢子具有趨化性的特點(diǎn)，通過(guò)感受植物表面產(chǎn)生的物理或化學(xué)信號(hào)然后接近寄主、休止、萌發(fā)從而成功侵染寄主。利用PEG-CaCl2介導(dǎo)的大豆疫霉遺傳轉(zhuǎn)化沉默PsRac1得到三個(gè)沉默轉(zhuǎn)化子。表型分析表明:PsRac1沉默突變體的生長(zhǎng)速率下降，休止孢萌發(fā)形成的菌絲生長(zhǎng)緩慢且有一定比例的不分枝，突變體頂端囊泡分布減少，而且突變體致病性喪失。PsRac1的沉默突變體細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響，同時(shí)