大豆疫霉PsHSP70蛋白的N-糖基化修饰对病原菌生长发育的影响

【作者】 陈姗姗； 郑玉欣； 王玉珂； 马全贺； 张灿； 刘西莉；

【机构】 中国农业大学植物病理学系； 西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室植物保护学院；

【摘要】 大豆疫霉（Phytophthora sojae）是一种重要的土传植物病原卵菌,可引起大豆根腐、茎腐等症状,造成严重的经济损失。N-糖基化是真核生物常见的蛋白质翻译后修饰,通常是指糖链的还原末端在寡糖基转移酶的催化下,通过天冬酰胺Asn （N）的侧链氨基与蛋白相连。N-糖基化影响蛋白质的折叠、稳定性和定位,从而调控细胞生长发育和细胞间通信等多个生物学过程。热激蛋白是在生物进化中高度保守的蛋白质分子家族,其可作为分子伴侣参与调控多蛋白复合物的组装和跨膜运输、转位、蛋白质降解、细胞内蛋白质合成后的加工等。Hsp70是热激蛋白家族中最重要的一员,课题组前期分析组学数据发现,大豆疫霉中的一个HSP70分子伴侣蛋白PsHSP70可能发生了N-糖基化修饰,但目前尚未见该类蛋白发生N-糖基化修饰及其功能的具体报道。本研究分别采用质谱鉴定、去糖基化酶PNGase F酶切以及糖基化位点定点突变等方法验证了PsHSP70蛋白在305位确实发生了N-糖基化修饰。进一步采用CRISPR/Cas9介导的卵菌原生质体转化技术,成功获得了PsHSP70蛋白的纯合定点突变转化子PsHSP70^N305A,并开展了其生物学功能探究。结果表明,与大豆疫霉亲本菌株相比,定点突变转化子的休止孢萌发率降低,卵孢子数量减少,同时致病性也减弱。同时,在PsHSP70^N305A中检测了3个编码蛋白质二硫键异构酶基因的表达量,其中2个均发生了上调表达,推测其该修饰位点可能影响蛋白的正确折叠和稳定性。综上,大豆疫霉中的PsHSP70是N-糖蛋白,且其N-糖基化修饰可显著影响大豆疫霉的生长发育和致病力,但调控机制还需进一步研究。更多还原