水稻纹枯病菌中参与致病过程三个新效应分子的发现

【作者】 刘尧； 蒋林珈； 牛贤宇； 郑爱萍；

【机构】 四川农业大学水稻研究所； 西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室； 四川农业大学农学院；

【摘要】 水稻纹枯病是由死体型真菌立枯丝核菌AG1IA引起的,该病害是世界水稻重大病害之一。然而,关于该病害的致病机理以及效应蛋白功能的深入研究仍然十分稀少。前期,笔者对纹枯病菌侵染水稻后0～72 h的转录组进行了分析,发现了数百个预测的效应分子上调表达并对其中在早期上调表达的60个预测的效应蛋白进行了功能研究。发现了3个能引起烟草细胞坏死的候选效应分子,分别是RsIA_SSP6、RsIA_SSP40、RsIA_SSP55,3个候选效应分子编码的蛋白都含有1个N端信号肽,且信号肽是引起烟草细胞坏死所必需的。RsIA_SSP6、RsIA_SSP40编码1个未知功能蛋白而RsIA_SSP55编码的蛋白预测为核酶。效应蛋白一般为糖蛋白,N糖基化能使效应蛋白更有效分泌,因而糖基化对效应蛋白的功能具有重要作用。笔者发现在RsIA_SSP6,RsIA_SSP40中具有糖基化位点,然而将其突变后,不影响效应分子的功能。亚细胞定位发现RsIA_SSP40能够定位于叶绿体上,说明叶绿体是纹枯病菌效应分子的重要靶标。有趣的是,笔者发现RsIA_SSP6在寄主中的1个互作蛋白也是定位于叶绿体,这些发现暗示笔者叶绿体在纹枯病菌的致病机理中具有重要功能。水稻作为众多微生物的寄主,如何占领生态位,也是纹枯病菌是否能成功侵染的关键一环,有研究发现核酶类效应蛋白可以作为病原菌的杀菌毒素,抑制其他微生物的生长,从而使病原菌占领生态位。笔者发现RsIA_SSP55也编码1个核酶类效应分子,目前发现该蛋白能够抑制酵母菌的生长,说明该蛋白具有一定的杀菌作用,也对纹枯病菌及时占领生态位发挥一定作用。综上所述,本研究发现的3个效应分子从不同角度在水稻纹枯病菌的致病机理中起一定作用,但是否是关键的效应分子,还需要进一步的实验研究。更多还原