球炭疽菌(Colletotrichum coccodes)果胶酶候选效应蛋白的预测及分析

【作者】 金梦军； 杨成德； 王一丹； 马婷； 蔡锋锋；

【机构】 甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室甘肃农业大学植物保护学院；

【摘要】 马铃薯炭疽病是马铃薯生产上毁灭性病害之一,可危害马铃薯的块茎、根、茎和叶片,目前在国内外多个马铃薯种植区均有发生;其病原菌为球炭疽菌(Colletotrichum coccodes),可侵染13科35种植物并引起炭疽病。细胞壁降解酶是球炭疽菌致病过程中的毒力因子之一,具有浸解寄主植物细胞壁,促进病原菌侵入、定殖和扩展的作用。本研究采用生物信息学分析手段,基于球炭疽菌全基因组和转录组测序信息,以N端含信号肽、无跨膜结构、亚细胞定位于胞外、无GPI锚点定位、蛋白编码的氨基酸长度≤400、半胱氨酸残基≥4、且数据库注释具有果胶酶活性等特征为依据,对球炭疽菌的果胶酶候选效应蛋白进行预测。在全基因组中,共有1 931个基因编码的蛋白被成功注释于CAZymes数据库中,其中包含14个与果胶酶注释相关的候选效应蛋白,分别为7个果胶酸裂解酶、4个聚半乳糖醛酸酶、2个果胶酯酶和1个α-L阿拉伯呋喃糖苷酶。在转录组数据中,分别有661个、311个、415个、359个、377个、302个和558个上调表达的差异基因在球炭疽菌与马铃薯互作的3 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h和96 h于CAZymes数据库中注释成功,通过在线预测,得到32个具有碳水化合物酶活性的候选效应蛋白,其中5个具有果胶酶活性,分别为4个果胶酸裂解酶和1个果胶酯酶,均可定位于本氏烟的细胞膜,且其均可抑制BAX诱导的细胞程序性死亡(PCD),其中,1个果胶酯酶和1个果胶酸裂解酶还可抑制激发子INF1诱导的PCD反应。转录组和全基因组预测的果胶酯酶候选效应蛋白序列完全一致,初步确定果胶酯酶是球炭疽菌的候选效应蛋白,为进一步明确球炭疽菌酶学致病机制奠定了基础。更多还原