葡萄霜霉菌糖基水解酶基因的表达模式与功能分析

摘要：

[目的]克隆葡萄霜霉菌(Plasmopara viticola)糖基水解酶(glycosyl hydrolase,GH)基因(PvGH),分析其特征以及在葡萄霜霉菌侵染葡萄叶片过程中的表达模式,研究其抑制/促进烟草叶片程序性细胞死亡(PCD)以及影响烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)侵染的能力,为深入探究调控寄主植物免疫的机制提供理论依据.[方法]以葡萄霜霉菌Pv5-27菌株作为试材,采用RT-PCR方法扩增获得8个PvGH基因全长,并对其基因及编码蛋白进行生物信息学分析;利用酵母信号肽诱捕系统(SST)验证PvGH的分泌活性;利用实时荧光定量PCR技术检测葡萄霜霉菌侵染葡萄叶片过程中PvGH的表达模式;同时利用农杆菌介导的PVX病毒表达系统在本氏烟上瞬时表达PvGH效应蛋白,分析其对INF1和BAX触发的烟草PCD的抑制能力以及促进烟草疫霉侵染的能力.[结果]8个PvGH基因序列与通过全基因组预测的序列完全一致,长度为1 092-1 392 bp,分别编码364-464个氨基酸,与其他卵菌同源蛋白相似性高达60.62％-86.36％.8个PvGH均不含跨膜结构域,其二级结构差异较大,三级结构与其他蛋白三级结构相似性较低,呈现非常独特的三级结构.使用Singa1P 5.0软件对编码的蛋白进行信号肽预测,发现它们均含有20-26 aa的信号肽,但通过SST验证结果显示PvG09279和PvG13517并不具有分泌特性.保留、缺失或者替换信号肽的8个PvGH均可抑制BAX触发的本氏烟PCD,并促进烟草疫霉的侵染,表明PvGH效应蛋白发挥其毒力不依赖于信号肽.PvGH在葡萄霜霉菌侵染初期表达上调,进一步表明其在病原菌与寄主互作中的重要作用.[结论]在侵染寄主过程中,葡萄霜霉菌分泌的PvGH通过抑制寄主PTI反应参与致病过程.

关键词：葡萄霜霉菌、糖基水解酶、生物信息学、功能分析

所属期刊栏目：56

分类号：S888.71;Q78;S435.621

资助基金：国家自然科学基金;中央引导地方科技发展专项;广西重点研发计划;广西八桂青年学者专项;广西农业科学院基本科研业务专项

在线出版日期：2023-03-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：879-891