论文部分内容阅读
辣椒疫霉(Phytophthora capsici Leonian)寄主范围广，毁灭性强，经常危害茄科、葫芦科、豆类等上百种农作物，严重威胁世界农业生产安全。疫霉菌通过分泌多种类型的效应蛋白进入植物体内，干扰寄主植物正常的生命活动，抑制或破坏寄主植物的免疫系统，促进自身的侵染。因此，明确疫霉菌效应蛋白的功能，深入了解疫霉菌的致病机制，对制定植物疫病防控策略具有重要的指导意义。 PcF/SCR型效应蛋白是一类作用于植物质外体空间的胞外效应蛋白，但目前尚不了解它们在侵染过程中的具体作用。本文以辣椒疫霉PcF/SCR型效应蛋白SCR82为研究对象，分析其功能:(1)为明确效应蛋白在进化过程中面临的寄主选择压力，本论文分析了来自全国不同地区的50个辣椒疫霉菌株中SCR82效应蛋白的序列多态性。结果发现，在辣椒疫霉群体中存在10种不同的scr82基因序列，编码7种不同的氨基酸序列。通过农杆菌介导分别在辣椒、番茄和本氏烟中表达这些序列，发现一种同系物引起番茄和辣椒叶片的坏死。结果表明，SCR82效应蛋白在进化过程中承受着自然选择压力。(2)为分析SCR82在辣椒疫霉侵染过程中的作用，利用CRISPR/Cas9技术敲除辣椒疫霉scr82基因，测定基因缺失对辣椒疫霉的致病力和其它生物学性状的影响。结果显示，scr82基因的敲除显著削弱辣椒疫霉对寄主植物的致病力，且导致辣椒疫霉丧失对外源活性氧（过氧化氢异丙苯）的抗性;基因回补能够使基因敲除转化子恢复致病力。结果说明SCR82在辣椒疫霉侵染植物的过程中发挥重要作用，它可能是通过应对植物中的活性氧压力而发挥致病作用。(3)为分析在侵染过程中SCR82对植物抗性相关的影响，利用农杆菌介导在本氏烟中瞬时表达SCR82，通过实时定量RT-PCR分析本氏烟体内响应SCR82的抗性基因的表达变化。结果发现，SCR82的表达能够引起本氏烟体内抗性基因、活性氧途径和细胞死亡相关基因的表达上调。(4)为了解SCR82作用的植物靶标，本论文分析侵染过程中scr82缺失是否影响植物受体激酶基因的表达。结果发现，SCR82影响本氏烟类似RKF3的类受体激酶和LRR型类受体激酶基因的表达，推测它们可能是SCR82的靶标受体。 本论文分析了PcF/SCR型效应蛋白SCR82在辣椒疫霉侵染植物过程中的作用，为进一步分析该类效应蛋白的作用机理奠定了基础，也为认识辣椒疫霉胞外效应蛋白参与致病的作用机制提供了实验数据。