论文摘要
大豆疫霉（Phytophthora sojae Kaufmann&Gerdemann）侵染大豆引起的大豆根腐病是大豆生产上的毁灭性病害之一,每年造成大豆10多亿美元的损失。大豆疫霉隶属卵菌门,在进化上与真菌相差甚远,和藻类同属于茸鞭生物界,尽管和其他真菌一样呈丝状生长,但是其致病机理与其他真菌差异显著。RXLR类效应分子的发现促使本研究就大豆疫霉RXLR效应分子进行了功能筛选,并对其中一个引起烟草细胞死亡的效应基因Avh238进行了功能研究。利用PVX病毒表达载体对大豆疫霉RXLR效应分子的功能研究。卵菌含有RXLR-dEER基序的效应蛋白在病原物与植物互作过程中具有抑制植物防卫反应的作用。生物信息学分析表明大豆疫霉的基因组中含有超过350个的RXLR类效应分子。为了确定这些候选效应分子中哪些真正具有抑制植物防卫反应的功能,本研究以老鼠细胞凋亡蛋白诱导因子Bax为激发子,采用双元病毒表达载体Potato virus X vector（PVX）在本氏烟Nicotiana benthamiana中表达了32个候选效应分子,通过分析这些效应分子对BAX诱导HR的抑制作用,从中筛选了13个RXLR效应分子能够抑制老鼠凋亡蛋白Bax诱导的过敏性反应;另外得到10个效应蛋白可以诱导烟草发生细胞死亡,对这10个效应分子在烟草上引起的表型进行了详细的研究,同时对它们在大豆疫霉发育阶段的转录水平进行了分析。本研究结果表明大豆疫霉RXLR效应分子既可能起到毒性功能抑制植物的防卫反应,同时有一些效应分子也可激活寄主防卫反应。大豆疫霉RXLR效应蛋白Avh238的功能研究。大豆疫霉含RXLR-dEER基序蛋白除了包含许多能够抑制植物细胞过敏性反应的效应分子之外,也有部分蛋白可以直接诱导植物过敏性反应。本章就一个含有RXLR基序能够诱导烟草细胞死亡的效应分子Avh238的功能进行了详细的分析。本研究构建了Avh238基因的PVX表达系统,发现该基因编码产物能够在本氏烟和W38烟草上发生过敏性反应。同时,利用基因枪粒子轰击法表明该基因表达产物也能导致大豆细胞死亡。RT-PCR分析表明该基因能够诱导烟草PR基因PR1aPR1bPR1c的上调表达。其具有RXLR家族的保守结构域包括信号肽序列及RFLR-dEER基序。将序列在Swiss-Prot,EMBL,和GenBank中比对发现此蛋白与已知蛋白序列无明显同源性。功能域分析表明此蛋白诱导细胞死亡的主要位置在其C末端,不需要信号肽、RXLR-dEER基序的参与。RT-PCR及Microarray分析结果表明Avh238在休止孢萌发阶段特异表达,同时该基因在侵染早期6-24h高度上调表达,而在互作的48小时后表达量显著下降。揭示该基因在病原菌从活体寄生到死体营养的转变过程中可能起非常重要的作用。将该基因在大豆疫霉菌株中过量表达,转化子的致病性显著下降,提示该基因编码产物可能起到胞内激发子的功能。