【摘 要】
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水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全球约50%以上人口以其作为主食。生产上,水稻长期受到稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)威胁,稻瘟病的发生严重影响了水稻产量和品质。自然条件下,因稻瘟菌变异速度快,抗药性发生频繁,给病害控制带来巨大挑战。解析稻瘟菌致病机制将为病害防控新策略制定奠定重要理论基础。蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase2A,PP2A)是一种异源三聚体磷酸酶
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水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全球约50%以上人口以其作为主食。生产上,水稻长期受到稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)威胁,稻瘟病的发生严重影响了水稻产量和品质。自然条件下,因稻瘟菌变异速度快,抗药性发生频繁,给病害控制带来巨大挑战。解析稻瘟菌致病机制将为病害防控新策略制定奠定重要理论基础。蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase2A,PP2A)是一种异源三聚体磷酸酶,由催化亚基、调节亚基及结构亚基三者共同组成。Rts1作为蛋白磷酸酶2A的调节亚基,广泛参与调控细胞周期、基因转录及蛋白质翻译等一系列重要生理过程。然而,在稻瘟菌中尚不清楚有关Rts1蛋白的生物学功能。为明确Mo Rts1生物学功能,以Ku80为背景菌株,采用同源重组方法,获得了2株Mo Rts1(MGG_12130)敲除突变体。表型分析显示,相较于Ku80菌株,Mo Rts1突变体营养生长显著减慢,黑色素显著减少;分生孢子形态异常且孢子产量降低;Mo Rts1突变体对刚果红较为敏感,而对CFW、H2O2及SDS明显耐受;突变体原生质体释放明显减慢;在CM培养基上,突变体疏水性明显下降;亚细胞定位显示,Mo Rts1-e GFP定位在胞质和隔膜上;致病力测试表明,Mo Rts1突变体对大麦和水稻的致病性显著降低。q RT-PCR分析表明,致病相关基因Mg CDC42、Mg RHO3和Mg RAC1的转录水平在Mo Rts1突变体中显著下降。结构域缺失突变发现,B56是决定Mo Rts1功能的关键序列,其缺失可导致突变体产孢量降低,致病力下降。此外,我们还在稻瘟菌中发现了两个不同Mo Rts1转录本,分别使用Mo Rts1c DNA1和Mo Rts1c DNA2回补至Mo Rts1突变体,其获得的菌株在生长速率和产孢上都较Ku80菌株降低,提示转录本Mo Rts1c DNA1和转录本Mo Rts1c DNA2在调控稻瘟菌生长发育过程中可能存在独特的功能。进一步借助Co-IP结合LC-MS技术,鉴定到300多个可能与Mo Rts1存在互作的蛋白,并对其中10个蛋白进行了互作验证,初步明确Mo Rts1与Mo PP2Ac(MGG_06099)、Moppg1(MGG_01690)、Mo PP2Aa(MGG_05671)、Mo ACL1(MGG_06719)、Mo TIF32(MGG_10192)、Moppe1(MGG_03911)、Mo Cpa2(MGG_04503)等蛋白存在直接相互作用。综上所述,本研究发现Mo Rts1是稻瘟菌生长发育与致病的重要调节因子,通过与一系列致病因子相互作用来影响其营养生长、无性繁殖、细胞壁完整性、疏水性及致病性。本研究结果将为深入理解稻瘟菌生长和致病的分子机制提供了新的线索。
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