大丽轮枝菌膜泡融合蛋白VdSec22和VdSso1介导胞外蛋白分泌的毒力功能研究

发布时间：2020-06-18 01:38

【摘要】：胞外蛋白在病原菌侵染寄主过程中发挥重要作用,其分泌过程通常受介导膜泡运输的膜泡融合蛋白控制。本研究利用分离自棉花的大丽轮枝菌Vd991基因组开展了膜泡融合蛋白比较分析及其毒力功能鉴定。大丽轮枝菌Vd991编码的膜泡融合蛋白由22个SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive Factor Attachment Protein Receptor)类蛋白、4个SM(Sec1/Munc18)家族蛋白以及10个Rab GTPase组成,其中22个SNARE类蛋白分成Qa、Qb、Qc、Qbc和R蛋白5个亚家族;各类蛋白以[Qa-Qb-Qc-Qbc-R]-SM-Rab不同组合形式形成膜泡融合复合体,参与蛋白的内质网-高尔基体-分泌囊泡-质膜融合等转运过程。进一步开展了大丽轮枝菌膜泡融合蛋白复合体关键组分毒力功能研究,VdSec22(R)和VdSso1(Qa)分别是“内质网-高尔基体”和“分泌囊泡-质膜融合”膜泡融合复合体的重要组分,VdSec22和VdSso1敲除后对感病棉花军棉1号的致病力和菌体繁殖量较野生型相比均显著下降,两个基因回补相应缺失突变体致病力和菌体繁殖量得恢复,结果表明“内质网-高尔基体”膜泡融合复合体组分VdSec22和“分泌囊泡-质膜融合”膜泡融合复合体组分VdSso1是大丽轮枝菌致病性所必须的。敲除突变体?VdSec22和?Vdsso1碳源利用分析发现,其利用碳源的能力较野生型明显降低。胞外蛋白致萎活性分析发现,野生型菌株Vd991胞外蛋白处理棉花(军棉1号)叶片72小时后即可引起典型的萎蔫黄化症状,但等量的突变体ΔVdSec22和ΔVdSso1胞外分泌蛋白的致萎活性显著下降,表明膜泡融合复合体组分VdSec22和VdSso1介导了大丽轮枝菌胞外(毒素)蛋白的分泌。iTRAQ鉴定表明,VdSec22和VdSso1分别调控了115个和72个致病性相关蛋白,分别涵盖了已鉴定的271种与致病性相关蛋白的42.4%和26.7%;功能聚类分析表明,VdSec22和VdSso1调控的蛋白主要参与了果胶、纤维素、木聚糖(Xylan)等细胞壁组分降解过程。另外,VdSec22和VdSso1也调控了部分毒素蛋白的分泌。上述结果表明,膜泡融合蛋白VdSec22和VdSso1是大丽轮枝菌蛋白转运系统的关键组分,这为大丽轮枝菌膜泡融合蛋白参与致病过程的系统研究和黄萎病防控关键靶点研发提供了理论依据。
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S432.44;S435.621
【图文】：

图 1 酵母中膜泡融合蛋白转运模型Fig. 1 Model of vesicular fusion protein transport in yeast合蛋白介导植物病原菌胞外致病蛋白的分泌明介导胞外蛋白运输的膜泡融合蛋白是病原菌致病功能Magnaporthe oryzae）中的 Sso1、Sec22 和 Vamp7 等膜泡菌的毒力功能起作用[45-47]。稻瘟病菌中的 MoSec22 是，将该基因敲除后，影响了细胞外漆酶的分泌并显著降低瘟病菌中的 SNARE 蛋白编码的 MoSso1 基因也被证明是力功能所必需的[42]。白色念珠菌（Canidia albicans）中的镰刀菌（Fusarium graminearum）中 Sso1、Vam7 和 Vp对病原菌的致病性有重要作用。在球形炭疽菌（Anthra泡融合蛋白 Sec22 的情况下，效应子 DN3 的转运被阻断蛋白 DN3 的转运[49]。

图 2.1 大丽轮枝菌膜泡（SNARE、Rab 蛋白和 Sec1/Munc18 蛋白）转运模型Figure 1.2 Prediction of the association of N-ethylmaleide-sensitive factor attachment protereceptor(SNARE)complex,Rab proteins,and Sec1/Munc18(SM)proteins with trafficking stepVerticillium dahliae2.2.2 Vd991 与 VdLs.17 基因组中膜泡融合蛋白的同源性比较分析大丽轮枝菌 VdLs.17 的基因组编码了 22 个 SNAREs、4 个 SM 家族蛋白以10 个 Rab GTPase[67]。以大丽轮枝菌 VdLs.17 基因组中已知的膜泡融合蛋白作参考序列，对 Vd991 编码的蛋白组进行了 BLASTP 搜索。结果显示，Vd99因组中的膜泡融合蛋白相对于 VdLs.17 是保守的，同样编码 22 个 SNAREs个 SM 家族蛋白,10 个 Rab GTP 酶（表 1）。BLASTN 分析表明，Vd991 和 VdL菌株编码的膜泡融合蛋白的 DNA 序列也具有较高的同源性，全部高于 90%；中 VdRab6 在 Vd991（VEDA_09703）和 VdLs.17（VDAG_10156）中的同源最低，为 94.39%。综上结果表明，囊泡融合成分在大丽轮枝菌的不同菌株中有广泛的保守性。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 曹以勤,王克荣,鞠里红,陆家云;大丽轮枝菌在棉花上的毒力测定[J];南京农业大学学报;1988年02期

2 N.A.Garas ,李玉奎;品种抗性与接种棉株中大丽轮枝菌的分布及与茎切面上单孢生长的关系[J];江西棉花;1988年01期

3 李玉奎;品种抗性与接种棉株中大丽轮枝菌的分布及与茎切面上单孢生长的关系(续上期)[J];江西棉花;1988年02期

4 章元寿;王建新;刘经芬;方中达;;大丽轮枝菌毒素的分离、提纯及生物测定[J];真菌学报;1989年02期

5 刘刚;;中科院在大丽轮枝菌侵染过程研究中取得新进展[J];农药市场信息;2017年09期

6 ;我国科学家发现大丽轮枝菌引发植物落叶的机制[J];蔬菜;2019年01期

7 刘刚;;中国农科院首次揭示大丽轮枝菌导致棉花落叶致病机理[J];农药市场信息;2019年03期

8 ;我国科学家揭示大丽轮枝菌寄主适应性的分子进化机制[J];蔬菜;2017年12期

9 黄薇;袁斌;万鹏;金利容;黄民松;;不同钾钠比的查氏培养基对大丽轮枝菌生物学性状及致病力的影响[J];湖北农业科学;2016年22期

10 郑庆伟;;郭惠珊课题组发现大丽轮枝菌核定位效应分子跨界调节植物免疫抗性[J];农药市场信息;2017年12期

相关会议论文 前10条

1 郭惠珊;;大丽轮枝菌致病机理和棉花抗黄萎病应用研究[A];2016年全国植物生物学大会摘要集[C];2016年

2 张立英;黄国红;刘大群;;棉花大丽轮枝菌RAPD遗传多态性分析[A];中国植物病理学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2002年

3 胡东芳;胡小平;;大丽轮枝菌微菌核萌发的表达谱特征[A];中国植物病理学会2011年学术年会论文集[C];2011年

4 姚传飞;梁曼;张昕;邓晟;戴亦军;林玲;;大丽轮枝菌微菌核发育相关基因的功能分析[A];中国植物病理学会2018年学术年会论文集[C];2018年

5 李亚宁;魏艳敏;刘大群;杨文香;张汀;;棉花大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)的血清学检测——不同抗原的比较[A];中国植物病理学会2004年学术年会论文集[C];2004年

6 陶杰;章桂明;程颖慧;姜子德;;轮枝菌基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析[A];中国植物病理学会2008年学术年会论文集[C];2008年

7 贾芝琪;李颖章;;NO介导棉花悬浮细胞抗大丽轮枝菌毒素抗性反应[A];中国植物生理学会第九次全国会议论文摘要汇编[C];2004年

8 曹雄;卜浩宇;赵君;;向日葵黄萎病的研究进展[A];中国植物病理学会2011年学术年会论文集[C];2011年

9 秦光辉;罗志兵;周永洪;李玉杰;郭金龙;裴炎;;大丽轮枝菌遗传转化体系的优化及T-DNA插入突变体库的构建[A];2012年第五届全国微生物遗传学学术研讨会论文摘要集[C];2012年

10 郑晓华;李颖章;;棉花愈伤组织细胞对大丽轮枝菌毒素(VD-toxin)抗性反应的超微结构观察[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年

相关重要报纸文章 前4条

1 本报记者 常理;棉花“癌症”或将攻克[N];经济日报;2019年

2 记者 沈慧;棉花“癌症”有望攻克[N];经济日报;2016年

3 柯学苑;棉花抗黄萎病研究取得重大进展[N];农民日报;2016年

4 记者 李大庆;基因调控技术抗黄萎病有了新途径[N];科技日报;2016年

相关博士学位论文 前10条

1 李群;钙依赖蛋白激酶和腺苷酸环化酶参与拟南芥响应大丽轮枝菌毒素诱导信号转导过程的实验证据[D];中国农业大学;2005年

2 刘实忠;利用模式植物拟南芥鉴定和分离大丽轮枝菌外泌毒素中的致萎活性因子[D];中国农业大学;2005年

3 苏晓峰;利用寄主诱导的基因沉默进行大丽轮枝菌致病力相关基因的研究[D];中国农业科学院;2014年

4 柴友荣;植物抗大丽轮枝菌受体类蛋白基因及甘露糖结合型凝集素基因的克隆与表达[D];西南农业大学;2003年

5 Latifur Rehman;大丽轮枝菌原生质体转化体系及FreB基因功能分析[D];中国农业科学院;2017年

6 齐希梁;棉花黄萎病菌高效基因敲除体系的建立与Thit功能的研究[D];石河子大学;2016年

7 魏锋;土壤中大丽轮枝菌微菌核的定量流行学研究[D];西北农林科技大学;2016年

8 徐明;高毒力大丽轮枝菌特异分泌蛋白基因功能研究[D];中国农业科学院;2015年

9 肖红利;棉花组织诱导体系中大丽轮枝菌分泌蛋白分析及其致病性研究[D];中国农业科学院;2014年

10 田李;大丽轮枝菌基因敲除体系的建立及分泌蛋白初步分析[D];中国农业科学院;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘燕;大丽轮枝菌膜泡融合蛋白VdSec22和VdSso1介导胞外蛋白分泌的毒力功能研究[D];曲阜师范大学;2019年

2 喻秀秀;大丽轮枝菌的培养、遗传特性和致病力分析[D];南京农业大学;2017年

3 梁颖博;Nbnrp1蛋白介导大丽轮枝菌激发子PevD1诱导本生烟抗病性的分子机制[D];中国农业科学院;2019年

4 杨远坤;大丽轮枝菌果胶裂解酶VdPEL1诱导植物免疫和致病性的功能分析[D];中国农业科学院;2019年

5 崔丽芳;棉田大丽轮枝菌Vd076后代菌株的变异及其与寄主选择的关系[D];中国农业科学院;2019年

6 刘轩;大丽轮枝菌VdSch9基因功能研究[D];西北农林科技大学;2018年

7 胡广;miR319-MYB33-SPL9-DFR途径参与陆地棉对大丽轮枝菌的抗性响应[D];吉首大学;2018年

8 原蕾;大丽轮枝菌毒性相关基因的鉴定及VdWDR5B蛋白的功能分析[D];南京农业大学;2015年

9 庞叶洲;大丽轮枝菌侵染对茄子幼苗生理特性及基因表达的影响[D];浙江大学;2019年

10 王杰;大丽轮枝菌VdDfs基因簇调控寄主落叶性状的分子机制研究[D];中国农业科学院;2018年

本文编号：2718486