甘蔗镰孢菌碳水化合物结合模块效应基因Fs11724的分离鉴定及功能分析

摘要

甘蔗镰孢菌(Fusarium sacchari)是引起毁灭性病害甘蔗梢腐病(sugarcane pokkah boeng disease, PBD)的主要病原菌之一。病原菌分泌的效应蛋白在病原与植物互作中发挥至关重要的作用。本研究基于课题组前期甘蔗镰孢菌全基因测序数据,设计基因特异性引物,通过RT-PCR扩增得到一个新的含CBM4;结构域的效应蛋白基因,并对其功能进行了初步探索。序列分析表明Fs11724基因开放阅读框822 bp,编码273个氨基酸,分子量为28.24 kDa,理论pI值为4.29,亲水性平均系数–0.072,属于亲水性分泌蛋白;通过农杆菌介导的烟草瞬时表达系统证实Fs11724抑制由BAX诱导的细胞程序性死亡,表明Fs11724具有潜在抑制寄主防御反应的毒性功能;同时,利用酵母分泌系统对其编码蛋白信号肽的分泌功能进行验证,确定该基因编码蛋白为典型分泌蛋白;qRT-PCR结果分析表明Fs11724在甘蔗镰孢菌侵染前、后期上调表达,表达量在168 hpi达到峰值。该研究表明Fs11724编码蛋白为甘蔗镰孢菌F. sacchari的一个效应蛋白,其信号肽具有分泌功能,并且可以在非寄主植物烟草上抑制BAX诱导的细胞坏死,在真菌侵染植物过程中显著表达,可能在调控植物免疫反应中发挥作用。研究结果为进一步研究病原–甘蔗互作,揭示甘蔗镰孢菌发病机制奠定基础。