《楊生褐盤二孢菌效應因子MbSR1抑制RNA沉默的功能及機制研究》是依託南京林業大學，由熊琴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：楊生褐盤二孢菌效應因子MbSR1抑制RNA沉默的功能及機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：熊琴
- 依託單位：南京林業大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
RNA沉默是植物免疫系統的核心機制，同時也是病原物效應因子作用的關鍵靶標。目前已證明病毒、細菌和卵菌普遍通過效應因子操縱寄主RNA沉默實現定殖，但人們還未取得真菌效應因子作用於RNA沉默的直接例證。前期研究中，通過在16c本氏煙中高通量篩選楊樹病原真菌-楊生褐盤二孢菌效應因子，申請人鑑定出具有抑制RNA沉默功能的MbSR1，但其在侵染楊樹過程中的功能及作用機制還未闡明兆乃刪。本項目擬用楊生褐盤二孢菌基因敲除和楊樹轉基因技術，闡明MbSR1毒性機制；通過亞細胞定位觀察，精確定位MbSR1發揮功能的位置；利用Northern印跡雜交和新一代小RNA測序技術，揭示MbSR1抑制RNA沉默的作用途徑；套用生物信息學方法結合農桿菌共浸潤瞬時抑制分析實驗，鑑定MbSR1抑制RNA沉默的關鍵活性區域。研究成果不僅可促進對真菌效應因子和植物RNA沉默機制的認識，也為楊樹黑斑病的抗病分子設計提供靶標與理論依據。
結題摘要
RNA沉默是植物免疫系統的核心機制，同時也是病原物效應因子作用的關鍵靶標。目前已證明病毒、細菌和卵菌普遍通過效應因子操縱寄主RNA沉默實現定殖，但人們還未取得真菌效應因子作用於RNA沉默的直接例證。基於前期發現真菌--楊生褐盤二孢菌分泌的IGY效應因子家族與卵菌RxLR效應因子家族在習祖懂臭基因擴張、成員間序列分歧和基因表達等方面具有高度相似性，本研究通過農桿菌共浸潤抑制分析法高通量篩選IGY效應因子，鑑定出具有抑制RNA沉默功能的楊生褐盤二孢菌RNA沉默抑制子MbSR1（Marrssonina brunnea Suppressor of RNA Silencing 1）。本研究首先基於成功建立的楊生褐盤二孢菌的孢子電轉化體系，將MbSR1在楊府轎樂簽生褐盤二孢菌敲除後，不影響楊生褐盤二孢菌的營養生長、產孢及孢子萌發等性狀，但致使致病力顯著下降，表明MbSR1是楊生褐盤二孢菌的致病相關基因；MbSR1蛋白定位於菸草細胞的細胞核和細胞質中，而只定位於寄主楊樹中的細胞核中，表明MbSR1分泌到植物體內後主要在細胞核內發揮作用；過表達MbSR1後，還可增強對多種病原菌（如菸草疫霉和楊樹殼針孢病原菌）的敏感性，同時，MbSR1還可局部抑制由多個R基因觸發的細胞死亡，表明MbSR1既可以抑制基礎免疫反應，又可以抑制由效應因子觸發的免疫反應；MbSR1在楊樹中的表達影響立朵甩了小RNA的生物合成，包括許多siRNAs和一些與調控防衛反應密切相關的miRNAs，初步解析了MbSR1致病的作用機制。MbSR1為國內外首例在真菌病原菌中發現的RNA沉默抑制子，本研究初步揭示了MbSR1效應因子作為RNA沉默抑制殃婚甩子的功能與具體作用機制，表明MbSR1是一個多功能的效應蛋白，可通過改變作為防衛調控因子的小RNA的合成，進一步影響R基因觸發的一系列防衛反應。同時也進一步證明了在病原微生物與寄主共進化過程中，干擾或抑制寄主沉默免疫機制是病原微生物所普遍採用的致病策略。研究成果不僅可促進對真菌效應因子和定巴植物RNA沉默機制的認識，對深入理解楊樹與楊生褐盤二孢菌的互作機制具有重要的借鑑和指導意義，也為針對楊樹黑斑病指導開發高效殺菌劑微催提提供重要的理論依據。
