荔枝霜疫霉效应子PlAvh222调控植物免疫的分子机制研究

【作者】 谢丽珠； 李鹏； 习平根； 李敏慧； 孔广辉； 姜子德；

【机构】 华南农业大学植物保护学院；

【摘要】 荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)引起的荔枝霜疫病是影响荔枝产量与质量的主要病害,其大规模发生给荔枝产业带来严重的经济损失。该病原菌在侵染荔枝的过程中会分泌大量的效应因子来干扰寄主的免疫,前期经过大量的免疫实验筛选发现荔枝霜疫霉RXLR效应蛋白PlAvh222能够抑制INF1诱导的烟草坏死,但其毒性和分子机制尚不明确。本研究利用CRISPR/Cas9介导的基因敲除、蛋白质互作、植物瞬时表达等技术,探究了PlAvh222的毒力功能、寄主靶标蛋白和靶标蛋白的功能。利用CRISPR/Cas9介导的基因敲除将PlAvh222敲除,表明PlAvh222不影响荔枝霜疫霉的生长速率但使其致病力显著下降。利用酵母双杂系统筛选到一个多次出现的荔枝蛋白并将其命名为LcCaM,通过酵母一对一验证、双分子荧光互补、GSTpulldown和免疫共沉淀技术进一步明确了PlAvh222与LcCaM的互作关系。此外,PlAvh222与LcCaM的互作关系是依钙离子依赖性的。利用农杆菌介导的植物瞬时表达技术,使PlAvh222和LcCaM在烟草中分别瞬时表达并接种辣椒疫霉,PlAvh222的表达促进辣椒疫霉的侵染而LcCaM的表达抑制辣椒疫霉的侵染。利用免疫共沉淀技术证明PlAvh222的C端是与LcCaM互作的关键位点且其互作关键位点是PlAvh222抑制INF1诱导的烟草坏死、促进辣椒疫霉侵染烟草和活性氧爆发所必需的。以上结果表明,PlAvh222对荔枝霜疫霉毒力有重要贡献,并筛选到一个对植物免疫起正调控作用的荔枝靶标基因LcCaM,此外,PlAvh222的C端是PlAvh222抑制INF1诱导坏死的关键位和靶向荔枝的LcCaM的关键位点,PlAvh222钙离子依赖性地与LcCaM互作抑制LcCaM的抗病功能。本研究在分子和蛋白水平上研究了荔枝霜疫霉RXLR效应蛋白PlAvh222及其靶标植物蛋白的具体功能和互作机制,研究结果为以后荔枝病害防控提供理论依据。更多还原