稻瘟病菌中MoSnc1的功能及其与MoVps35的关系研究

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稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻最重要的病害之一,该病严重危害全球水稻生产。深入研究稻瘟病菌生长发育调控及其致病机理,是稻瘟病绿色防控的基础。Retromer复合体是内涵体蛋白分拣转运途径中重要的成员之一,该复合体通过介导特异的cargo(货物)向特定细胞器转运而发挥重要的生理功能。本实验室前期研究证实稻瘟病菌中retromer复合体核心元件MoVps35能介导细胞自噬关键基因MoAtg8的转运,通过调控自噬体的形成进而影响附着胞介导的侵染。尽管如此,MoVps35还具有除调控MoAtg8以外的生物学功能,说明retromer复合体除介导MoAtg8转运外,还可能调控其他未知的cargo蛋白转运。  为探明 retromer复合体特异识别的逆向转运蛋白,通过Pull-down和质谱联用技术鉴定到了一系列关联蛋白,如 SNARE(可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子连接物复合体蛋白)蛋白家族成员MoSnc1和MoNyv1。SNARE蛋白是位于细胞器及囊泡膜上的跨膜蛋白大家族,在膜融合、内吞和外泌等过程中发挥重要作用。本文主要对稻瘟病菌中SNARE蛋白成员MoSnc1的功能及其与MoVps35在逆向运输中的作用机制进行了探讨和研究。  通过生物信息学和系统发育学分析发现:酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中存在两个V-SNAREs:Snc1和Snc2,但稻瘟病菌中只存在一个V-SNAREs(由MGG_12614编码,命名为MoSnc1)。为明确稻瘟病菌中MoSNC1基因的生物学功能,对其进行了基因敲除,随后分析了敲除突变体的相关表型,结果是ΔMosnc1突变体在产孢量、附着胞形成及致病性方面与野生型无明显差异,但生长速度较野生型有所减弱。为明确 MoSnc1和 retromer复合体间的关系,在ΔMosnc1和ΔMovps35中分别表达了GFP-MoSnc1,结果是GFP-MoSnc1可以互补ΔMosnc1突变体的生长缺陷,并观察到GFP-MoSnc1以点状结构定位于分生孢子、菌丝细胞的内涵体中;而在ΔMovps35中,GFP-MoSnc1无法互补其表型缺陷,但观察到 GFP-MoSnc1主要定位在稻瘟病菌的液泡中,说明了MoVps35可以调控 MoSnc1的内涵体定位。此外,还分析了MoSnc1的同源物——MoNyv1在野生型和ΔMovps35中的定位特征。与 GFP-MoSnc1结果一致,稻瘟病菌 MoVPS35基因缺失后, GFP-MoNyv1同样错误地定位于液泡中。综上结果,认为SNARE蛋白MoSnc1参与稻瘟病菌的生长发育,MoSnc1和MoNyv1均以依赖retromer复合体的方式定位于内涵体中。
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