可可毛色二孢菌效应蛋白Scp1的研究进展--彭军波

2020年08月13日 10:49　　浏览次数：1642

大家好，我是植病综防研究室的彭军波，今天我和大家分享的内容是可可毛色二孢菌效应蛋白Scp1的研究进展。

可可毛色二孢菌是一类寄主广泛、危害严重的植物病原真菌，已有的研究报道表明该病原菌能够侵染为害500余种植物，引起葡萄溃疡病、桃流胶病、苹果轮纹病等多种果树病害，每年给果树产业造成高达数十亿元的经济损失。国内外针对可可毛色二孢菌的研究起步较晚，目前有关该病原菌的研究主要集中在病原菌的分离鉴定、症状描述及多组学测序及联合分析等方面，人们对该病原菌侵染为害的特性及其强致病力的机制仍然缺乏比较清晰的认识。认知上的局限性，导致实际生产中尚未建立针对该病原菌的高效防控措施，进而严重制约着果树产业的健康发展。

为了明晰可可毛色二孢菌的致病机理，本团队的研究人员先后完成了该病原菌与其它近缘植物病原真菌的比较基因组学分析及该病原菌侵染寄主不同时期的转录组差异分析，并借助生物信息学预测了可可毛色二孢菌中大量受侵染诱导表达的效应蛋白。我们对其中一个假定的、包含溶素基序的效应蛋白Scp1展开了初步功能分析。通过基因的超表达及干涉抑制，并结合葡萄枝条离体接种实验，证实了Scp1基因的表达能够促进可可毛色二孢菌的侵染致病，从而明确了Scp1基因在该病原菌侵染致病中的重要作用。将Scp1蛋白的信号肽导入蔗糖酶分泌缺陷型酵母，发现Scp1蛋白的信号肽能够引导酵母蔗糖酶的外泌，由此说明可可毛色二孢菌在侵染寄主过程中，能够将Scp1蛋白分泌至菌丝细胞外发挥功能。为了深入解析Scp1蛋白的作用机理，我们以Scp1蛋白为诱饵，通过酵母系统筛选葡萄cDNA文库，获得了葡萄中12个可能与Scp1蛋白互作的靶标；进一步通过酵母双杂交及免疫共沉淀实验验证了其中1个推定的、编码产物为几丁质酶的靶标VvChi4与Scp1蛋白互作。采用蔗糖酶分泌缺陷型酵母系统证明了寄主靶标VvChi4也能够分泌至细胞外，由此说明效应蛋白Scp1与寄主靶标VvChi4的互作在病原菌与寄主植物间的质外体空间发生。为明晰Scp1蛋白与靶标VvChi4互作的分子机理，我们首先分析了Scp1蛋白与靶标VvChi4的氨基酸序列特征，并推测Scp1蛋白与靶标VvChi4均能够结合几丁质寡聚糖，于是我们在体外表达纯化了Scp1蛋白与靶标VvChi4，并通过几丁质结合试验，证实了Scp1和VvChi4结合几丁质的特性。综合这些研究结果，我们推测可可毛色二孢菌分泌的效应蛋白Scp1可能通过与寄主靶标VvChi4竞争性结合几丁质，从而保护病原菌菌丝不被寄主几丁质酶VvChi4降解。此外，我们在烟草中瞬时表达了Scp1蛋白，并结合糖苷链酶切实验，证明了效应蛋白Scp1是一个糖蛋白。后续研究我们将深入解析效应蛋白Scp1糖基化修饰的意义，测定几丁质酶VvChi4的酶解活性，明晰效应蛋白Scp1与寄主靶标VvChi4互作的分子机理。今天我和大家分享的内容到此结束，感谢您的收听。

来源：植环所广播站