荔枝霜疫霉RAB GTPase蛋白家族的功能研究

【作者】 周钢强； 习平根； 李敏慧； 姜子德； 孔广辉；

【机构】 华南农业大学植物保护学院；

【摘要】 荔枝是中国重要的热带和亚热带水果,而荔枝霜疫病严重影响主产区荔枝的品质产量以及荔枝贮藏、运输。荔枝霜疫病是由荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii,P.Lichii)侵染引起的重要病害。本研究应用基于荔枝霜疫霉的全基因组测序结果,通过生物信息的手段获得小GTPase蛋白家族PlRab8A和PlRab8B基因,并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对其进行敲除和功能分析。在所有真核生物中,Rab GTP酶对于细胞内膜转运至关重要,并具有多种功能。然而,关于Rab小GTP酶在植物病原卵菌中的生物功能却知之甚少。在本研究中,我们从荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)中鉴定出了两种Rab8同源基因:PlRab8A和PlRab8B。PlRab8A在游动孢子和囊孢子中上调表达,而PlRab8B在孢子囊、游动孢子、囊孢子、囊孢子萌发和早期感染阶段上调表达。这两个PlRab8基因的敲除突变体表现出生长速率下降、致病性减弱以及对CaCl2应激和山梨醇应激的抗性降低。同时,它们对刚果红应激的耐受性增强,孢子囊产量增加,并产生各种卵孢子。此外,PlRab8B的缺失显著影响了孢子囊的长度并损害了游动孢子的释放。在Δplrab8b突变体中,显微观察显示细胞质未能成功分裂成单核游动孢子。Δplrab8b的自噬过程对饥饿不敏感。本研究还发现PlRab8A与PlRab6相互作用,PlRab6基因在游动孢子、囊孢子和侵染1.5h阶段上调表达,并对营养生长、细胞壁完整性耐受性、渗透压耐受性和致病性至关重要。我们的研究表明,Rab GTP酶在荔枝霜疫霉的生长、应激耐受性、有性和无性发育、自噬和致病性中发挥着重要作用。更多还原