《香蕉枯萎病菌致病酶PGC1抑制蛋白的研究》是依託華南農業大學，由王振中擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：香蕉枯萎病菌致病酶PGC1抑制蛋白的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王振中
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
香蕉枯萎病菌1號小種（FOC1）曾導致世界香蕉主栽品種大蜜哈的毀滅，抗FOC1的Cavendish香蕉目前又受到4號小種（FOC4）的危害。本項目的前期研究表明，FOC1和FOC4對香蕉致病性的差異在於其所產生的多聚半乳糖醛酸酶（PG）同工酶的不同，FOC4能多分泌1種特異同工酶（PGC1），我們分離獲得了PGC1，並通過基因轉化和敲除試驗證明其對香蕉致病具有重要作用。植物能產生多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（PGIP），特異性抑制病原物的PG活性，保護植物不受侵染。不同植物的PGIP不同，其對病菌PG的抑制作用的特異性影響植物的抗病性表現。本項目擬分析蕉類植物PGIP的差異及其對FOC的PG的作用，探討抗枯萎病機制，並通過PGIP對PGC1的作用研究，獲得蕉類等植物的高效抑制PGC1的PGIP，研究其特性，進行基因克隆，為抗枯萎病育種提供新的理論依據和實踐材料。
結題摘要
由尖孢鐮刀菌古巴專化型4號小種（Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc4）引起的香蕉枯萎病是香蕉生產的重要限制因素，嚴重威脅世界香蕉產業的發展。香蕉枯萎病菌能分泌多種多聚半乳糖醛酸酶（PG）降解寄主的維管束組織，造成植株死亡。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（PGIP）可以選擇性地抑制病原菌的PG，提高寄主對病原菌侵染的抵抗。本研究的主要目的是，針對Foc4分泌的PG，在瓜類和蕉類植物中尋找有效抑制其活性的的PGIP，克隆相關基因，研究其抑制功能，為進一步利用PGIP控制香蕉枯萎病以及由鐮刀菌引起的其它作物的枯萎病提供新的手段。經過三年的研究工作，本項目取得了預期的研究結果。建立了PGIP抑制香蕉枯萎病菌PG的檢測方法，並在此基礎上，建立了PG抑制活性跟蹤的方法分離提取和純化香蕉PGIP，確定在香蕉體記憶體在PGIP，其對不同來源的PG具有選擇性抑制作用。可以通過水楊酸處理、黑暗處理和病原菌孢子懸浮液接種提高香蕉PGIP含量和活性，以病原菌孢子懸浮液接種效果最好。 研究發現，目前具有不同程度抗Foc4的蕉類品種（包括AAB、ABB、AAA、AA和AAAB基因型）中，均具有抑制Foc4 PGs的PGIP，但抑制活性不同，東莞大蕉的PGIP活性明顯高於其它品種。同時，東莞大蕉經Foc4孢子懸浮液接種誘導後，PGIP活性有明顯提高。通過硫酸銨分步沉澱、復溶、濃縮和多次層析之後，獲得了東莞大蕉的PGIP。東莞大蕉PGIP對Foc4 PGs抑制的最適溫度為30℃，最適pH為5~6。進一步擴大範圍，發現不同種類瓜類植物PGIP對Foc4及其它5種枯萎病菌分泌的PGs的抑制作用，不同瓜類植物來源的PGIP可以抑制多種植物枯萎病菌PGs的活性，Foc4分泌的PGs可以受到多種瓜類植物PGIP的抑制，分離純化獲得了黃瓜等植物的PGIP。經克隆獲得了對Foc4 PG和其它枯萎病菌PG具有較強抑制活性的冬瓜、節瓜和黃瓜的PGIP基因。
