《BBP/SF1剪接因子參與調控稻瘟菌侵染性菌絲擴展的機理研究》是依託吉林大學，由張世宏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：BBP/SF1剪接因子參與調控稻瘟菌侵染性菌絲擴展的機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張世宏
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Pre-mRNA剪接是真核生物進行基因表達與調控的基本方式，由五個連續組裝、且又具獨立功能的剪接複合體催化完成，其中，待命複合體CC/EC是最早的組裝形式，由BBP/SF1等核心剪接因子組成，在生物個體發育與逆境適應過程中具有重要調控作用。我們從稻瘟菌突變體庫中篩選到一個培養性狀正常，但侵染性菌絲擴展受阻的T-DNA插入突變體。經初步研究，突變可能由BBP/SF1基因表達下調引起。本項目擬通過遺傳分析、致病性鑑定、蛋白質互作等綜合技術，研究BBP/SF1及其CC/EC在致病中的地位和作用，探明BBP/SF1與分泌蛋白表達之間的關係，揭示BBP/SF1參與侵染性菌絲生長調控的內在本質。本項目旨在闡明BBP/SF1通過CC/EC途徑指導分泌蛋白表達、克服寄主抗性、導致病斑形成的分子機理，為深入開展稻瘟菌致病機制研究提供新的思路。
結題摘要
稻瘟病是水稻的重要病害之一。CC/EC屬於早期剪接複合體組裝形式，由BBP/SF1 等核心因子組成，對多種生命活動具有重要調控作用。基於BBP突變體，本研究對BBP/SF1與CC/EC核心因子的互作，及其在致病中的作用進行了分析，鑑定出BBP結合因子MOS。本研究重點解析了MOS對稻瘟菌致病相關基因的調控機理。 1、BBP等CC/EC核心因子是稻瘟菌生命的關鍵成分，很難獲得BBP、MoU1A和Mud2p的敲除菌株。本研究通過RNAi和過表達技術證明，BBP干擾突變體表型與BBP插入突變體一致；MoU1A干擾突變體的研究發現，突變體在常規培養基中的生長狀態與野生型相比均無顯著差異，但過表達突變體OE-10的生長速度明顯減小。接種水稻葉片與洋蔥表皮細胞侵染試驗表明，MoU1A基因的非正常表達不僅導致稻瘟病菌侵入前後菌絲的分枝能力下降，而且降低對水稻植株的致病能力。 2、稻瘟菌SMN因子與BBP等CC/EC複合體親和性互作，具有穩定CC/EC的作用，但SMN本身有三種剪接類型：MOS-T1，MOS-T2和MOS-T3三種轉錄體；進一步通過qRT-PCR分析表明這三種轉錄體對分生孢子的產生和逆境抵抗具有一定的作用。 3、通過基因敲除與互補，證明MOS基因敲除能明顯抑制稻瘟病菌黑色素的形成和分生孢子的產生，同時對氧化、滲透、碳氮營養缺陷及殺菌劑等敏感， 但並不影響稻瘟病菌營養菌絲的生長發育、分生孢子的形態和附著孢的形成。接種試驗證明，敲除突變體ΔMOS菌株的毒力下降，侵染菌絲在寄主細胞中的擴展嚴重受阻，難以形成明顯的病斑。 4、RNA-Seq 研究表明，氧化逆境下，ΔMOS 菌株中有 603個基因表達下調，經 GO 注釋和 Pathway 顯著性富集分析，下調基因主要與胺基酸代謝和轉運等有關，其中包括ASADH和GAPs。 5、MOS調控稻瘟菌致病過程。選取稻瘟菌ASADH、GAP1-3進行表達和基因敲除研究，初步證明，ASADH缺失影響稻瘟菌的致病性、且對H2O2極度敏感；同時證明H2O2能夠誘使GAP2和GAP3的氧化形態。 本項目證實了稻瘟菌BBP/SF1介導的CC/EC 致病途徑，明確了MOS調控基因表達和基因剪接模式的分子機制。RNAseq結果為深入研究稻瘟菌致病機制提供新的思路。
