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条纹病菌效应蛋白Pg00778调控对大麦致病力的作用
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作者 杨文娟 高嘉诚 +6 位作者 王艳婷 李妍 郭铭 汪军成 孟亚雄 王化俊 司二静 《中国农业科学》 北大核心 2025年第15期3020-3035,共16页
【目的】大麦条纹病是由大麦条纹病菌(Pyrenophora graminea)引起的重大农业病害,严重影响大麦的产量和品质。条纹病菌侵染寄主过程中分泌多种效应蛋白调控植物防御系统,增强其致病力。明确条纹病菌效应蛋白Pg00778的功能及作用机理,为... 【目的】大麦条纹病是由大麦条纹病菌(Pyrenophora graminea)引起的重大农业病害,严重影响大麦的产量和品质。条纹病菌侵染寄主过程中分泌多种效应蛋白调控植物防御系统,增强其致病力。明确条纹病菌效应蛋白Pg00778的功能及作用机理,为条纹病菌致病机制研究提供理论参考。【方法】基于本课题组前期测序的大麦条纹病强致病力菌株QWC基因组数据,结合大麦条纹病菌与高感大麦互作的转录组分析结果得到一个候选效应蛋白Pg00778。以大麦条纹病菌野生株QWC为试材克隆Pg00778,并分析其序列特征,使用MEGA11.0构建大麦条纹病菌与其他病原菌蛋白的系统发育树。在本氏烟叶片细胞中瞬时表达验证Pg00778的毒性功能,运用烟草亚细胞定位试验研究Pg00778蛋白的表达位置。采用CaCl2-PEG4000介导的原生质体转化法获得Pg00778基因干扰突变菌株及过表达转化菌株,通过菌株营养生长和致病力测定,对Pg00778在大麦条纹病菌侵染大麦中的功能进行分析。【结果】Pg00778不含信号肽、无跨膜区域且无已知的功能结构域,属于非经典的效应蛋白;系统发育分析表明Pg00778与小麦黄斑叶枯病菌(XM_066107220.1)进化关系最近;在本氏烟叶片中瞬时表达Pg00778既不能诱导细胞坏死,也不能抑制由BAX引起的细胞坏死;Pg00778主要定位于细胞核、细胞膜和细胞质;与野生株相比,Pg00778-RNAi突变株基因相对表达量分别降低41.6%和54.0%,Pg00778-OE转化株基因相对表达量分别升高290.0%、397.4%和263.7%;干扰Pg00778导致大麦条纹病菌的生长速率显著降低21.4%—30.1%,侵染大麦后叶片叶绿素相对含量升高34.1%—39.1%;Pg00778-OE转化株菌落生长速率较野生株明显加快7.3%—12.6%,侵染大麦叶片后叶绿素相对含量较野生组显著降低20.0%—23.0%;菌丝显微形态并无明显差别;致病力检测发现Pg00778-RNAi突变株发病率较野生株分别下降51.5%和49.0%,Pg00778-OE转化株发病率分别升高19.0%、20.3%和21.2%;菌株侵染大麦后,与野生型植株相比,Pg00778-OE转化株侵染植株叶片中的条纹病症状更加严重,台盼蓝染色更深、更蓝,活性氧的积累量显著增加;Pg00778-RNAi突变株侵染叶片条纹症状明显减少,细胞膜较完整,活性氧的积累量显著降低。【结论】效应蛋白Pg00778正调控大麦条纹病菌的致病力,是影响大麦条纹病菌侵染寄主的重要效应蛋白。 展开更多
关键词 大麦条纹病菌 大麦条纹病 效应蛋白 pg00778 RNA干扰 过表达 致病力
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