效应因子HSE1调控致病疫霉寄主专化性的遗传基础研究

【作者】 张帆； 陈汉； 何骋； 王路遥； 高楚云； 张欣杰； 田振东； 王源超； 董莎萌；

【机构】 南京农业大学植物保护学院； 中国农业科学院农业基因组研究所； 华中农业大学园艺林学学院；

【摘要】 由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的晚疫病是全球马铃薯生产中的首要病害,致病疫霉专性侵染马铃薯等茄科作物,但目前尚未发现决定其寄主专化性的遗传因子。本研究首先将寄主专化性不同的致病疫霉及其近缘种四月花疫霉(P.mirabilis)通过有性杂交构建了回交渐渗系群体,进而利用全基因组关联分析鉴定到与疫霉菌侵染马铃薯的寄主专化性高度相关的基因HSE1 (Host-Specific Effector 1,HSE1),该基因在已知的致病疫霉菌株中都表达,而在已检测的四月花疫霉中均呈现基因沉默现象。随后利用疫霉菌遗传转化和马铃薯转基因等技术,发现将HSE1基因分别转入2个四月花疫霉菌株,均可促使四月花疫霉侵染非寄主马铃薯,且转入HSE1基因的马铃薯能被2个不同的四月花疫霉小种所侵染,结果表明HSE1基因是决定疫霉菌侵染马铃薯寄主专化性的关键因子之一。后续研究将进一步通过染色质免疫共沉淀测序,从表观遗传调控角度进一步挖掘疫霉菌通过HSE1基因的沉默调控寄主专化性的机制。研究结果对破解晚疫病侵染马铃薯的关键致病机理具有重要意义,而且对植物病原菌寄主专化性的变异演化研究也具有重要参考价值。更多还原