辣椒疫霉菌蛋白分泌途径相关基因PcLHS1和PcSec6的功能分析

【作者】 陈国樑； 董中美； 刘裴清； 李本金； 翁启勇； 陈庆河；

【机构】 福建省农业科学院植物保护研究所；

【摘要】 辣椒疫病是一种毁灭性的土传病害,严重影响世界各国的蔬菜生产,造成巨大的经济损失,该病由辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici Leonian)侵染引起。近几年的研究发现,疫霉菌与寄主植物互作过程中大量分泌的外泌蛋白会干扰寄主的免疫反应,在病原菌致病过程中发挥重要作用。但是,外泌蛋白是如何被运输到胞外的机制则缺乏系统研究。本项目以辣椒疫霉菌蛋白分泌途径相关基因PcLHS1和PcSec6为对象,采用生物信息学、分子遗传学、分子生物学与生物化学相结合的研究手段,系统研究了辣椒疫霉菌PcLHS1和PcSec6在致病过程及其生长发育中的作用。研究结果表明:PcLHS1的沉默致使辣椒疫霉菌生长速率降低,菌丝分叉明显增多且形态畸形,孢子囊产量显著减少;同时对过氧化氢(H202)的敏感性增强,进一步研究发现PcLHS1沉默突变体对内质网ER抑制剂更加敏感;胞外酶活性实验发现PcLHS1的沉默影响胞外酶(漆酶)的分泌;辣(甜)椒及本氏烟致病性分析发现沉默突变体致病性明显减弱,DAB染色发现侵染部位ROS产生明显增多;游动孢子侵染洋葱表皮发现沉默突变体侵染结构的产生时间要明显长于野生型。此外,我们采用同样的研究方法完成了对蛋白分泌相关基因PcSec6的部分研究工作,研究发现PcSec6虽然不影响辣椒疫霉的生长,但菌丝畸形且分叉增多;与野生型相比,致病性也有明显减弱。上述研究结果表明,辣椒疫霉菌PcLHS1与蛋白分泌以及生长发育有关,参与了效应蛋白和胞外酶的分泌过程,影响辣椒疫霉的致病性;PcSec6也与辣椒疫霉的生长发育以及致病性有关。本研究为进一步研究辣椒疫霉菌效应蛋白的分泌及其致病机制提供一定的理论依据,同时对发展新的病害控制策略具有重要价值。更多还原