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大豆疫霉RXLR效应子抑制植物PCD的靶标筛选

靳雨婷  刘美彤  王群青  
【摘要】:大豆疫霉菌(Phytophthor sojae)引起的大豆根茎腐病是大豆生产上的毁灭性病害,每年在全球范围内造成的经济损失高达数十亿美元。疫霉菌在侵染过程中分泌大量的RXLR效应分子进入植物细胞抑制寄主防卫反应。解析RXLR效应分子的毒性机制有助于发现控制疫霉菌病害的新途径。前期研究发现抑制植物程序性细胞死亡(PCD)是大豆疫霉RXLR效应分子的重要毒性功能,但目前对抑制机制的了解还不够深入。前期实验已证明RXLR效应分子Avh5蛋白C端的W-motif是抑制植物PCD功能的主要蛋白域,并预测和验证了其中关键的氨基酸位点。研究发现,抑制植物的PCD反应是病原菌在侵染前期的主要策略,而RXLR效应分子家族普遍具有的W-domain被证明与抑制植物的PCD有关。本研究通过酵母双杂交筛选W-domain的植物寄主靶标,利用mating筛库法在鉴定到直接与其互作的两个E3泛素连接酶。经GST pulldown技术进一步验证两个蛋白直接互作。在植物中,泛素-26S蛋白酶体系统(Ub/26S proteasome system,UPS)特别是E3泛素连接酶蛋白已经被报道与植物的免疫反应有关。SGT1和RARI能够促进基础防卫反应中必须要E3泛素连接酶中的CRLs类蛋白特异性的聚集,而SGT1和RAR1是植物R基因介导的抗性信号传递中重要的基因,说明E3泛素连接酶能够与SGT1和RAR1相互作用调控植物的免疫反应。本研究将进一步解析疫霉菌RXLR效应分子Wdomain参与抑制植物PCD的机制,分析E3泛素连接酶在抗疫病中的作用,为针对性地开发农药靶标提供理论基础。

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