辣椒疫霉菌RxLR效应分子的筛选和功能研究

发布时间：2019-11-09 12:47

【摘要】：辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)是农业生产上极为重要的植物病原菌之一,其寄主范围广,除了侵染辣椒外,还可以侵染茄科、葫芦科和豆类等多种植物,引起的作物疫病是作物生产上的毁灭性病害,造成巨大的经济损失。辣椒疫霉菌隶属卵菌门,研究发现在进化上卵菌与真菌相差甚远,卵菌与藻类同属于茸鞭生物界,尽管和其他真菌一样呈丝状生长,但是其致病机理与其他真菌差异显著。辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)编码一类RxLR效应蛋白,该蛋白家族成员众多,序列高度分化。RxLR效应蛋白N端含有保守的RxLR-dEER基序,引导效应蛋白进入寄主细胞,然后通过其C端基序抑制植物细胞的防卫反应,或被植物抗病蛋白识别激发寄主防卫反应。RxLR效应分子的发现以及对这类蛋白功能的阐述为研究辣椒疫霉菌效应分子作用的分子机制奠定了基础,对于防治辣椒疫病也具有重要意义。通过生物信息学筛选发现,辣椒疫霉菌LT1534全基因组中含有371个RxLR效应分子。为了确定这些候选效应分子在抑制植物防卫反应中的作用及RxLR效应分子的功能,本研究利用PVX表达载体对辣椒疫霉菌RxLR效应分子进行功能研究。对生物信息学分析得到的371个RxLR效应分子进行比对,排除重复序列后有287个氨基酸序列,使用辣椒疫霉菌cDNA对目的片段进行扩增,构建出RxLR文库。本研究通过构建PVX表达载体和农杆菌瞬时表达的方法对67个RxLR效应分子进行筛选,筛选出3个效应分子,即Avh108、Avh110和Avh121能够引起寄主植物的HR反应同时还能够抑制BAX的PCD反应。这些结果表明辣椒疫霉菌中RxLR效应分子可能起到毒性功能抑制植物的防卫反应及激活寄主防卫反应。证实了这些RxLR效应分子在辣椒疫霉菌侵染寄主时起到了重要的作用,为深入了解辣椒疫霉的致病机理提供了重要的证据。为了进一步明确Avh121效应分子在辣椒疫霉侵染过程中的影响,通过PEG介导转化的方法进行沉默分析。对比沉默突变体和野生型菌株的菌丝形态表明,突变体的菌丝出现畸形;通过洋葱表皮接种实验检测菌丝和游动孢子的侵染情况表明,突变体菌丝的侵染能力明显低于野生型,突变体游动孢子的生活力也明显低于野生型;上述结果表明,效应分子Avh121在辣椒疫霉和寄主的互作过程中发挥作用。研究分析了效应分子Avh121在辣椒疫霉菌致病过程中的重要影响,为进一步研究辣椒疫霉与寄主互作提供了理论依据。
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S436.418

【参考文献】