MoRac1与NADPH氧化酶在稻瘟病菌致病过程中的作用

摘要

背景:作为Rho族GTP酶最主要成员之一的Rac1蛋白，在许多生物中参与调控肌动蛋白细胞骨架重组和极性生长过程。水稻病原真菌—稻瘟病菌是研究植物与病原菌互作的重要模式生物。然而该菌的致病机制仍尚未深入阐明。我们先前的研究表明稻瘟病菌中的Rac1同源蛋白MoRac1，是该菌产孢和致病所必需的关键调控蛋白。而Rac1是如何通过其互作蛋白，特别是效应蛋白，有效地调控致病过程，则还需要深入研究阐明。方法:通过酵母双杂交、分子遗传和生化手段对 MoRac1的互作蛋白NADPH氧化酶Nox以及调控因子MoNoxR进行功能分析及过氧化物含量鉴定，并通过双杂交cDNA文库筛选Nox2下游的假定底物。结果:酵母双杂交和NBT染色实验证实了稻瘟病菌中两个NADPH氧化酶Nox1和Nox2均是MoRac1的效应蛋白，MoRac1突变体细胞内过氧化物含量明显改变。此外，MoRac1的另一个效应蛋白MoNoxR，是 NADPH氧化酶调控因子的同源物。表型分析发现，MoNoxR的失活突变体虽然菌丝，孢子和侵染结构附着胞形态正常，但其完全丧失了对水稻的致病力。最后为了鉴定MoRac1-Nox下游作用靶标，我们通过双杂交cDNA文库的筛选，获到若干 Nox2下游的假定底物。结论与意义:MoRac1有可能通过与MoNoxR、Nox1和Nox2形成复合体，调节NADPH氧化酶的活性，影响稻瘟病菌菌丝和孢子细胞中过氧化物的含量，进而介导侵染相关的信号途径。因此进一步分析Nox底物蛋白的功能及活性，将为完美阐释MoRac1-Nox信号途径对稻瘟病菌侵染及致病的调控机理奠定基础。