【摘要】：胞外蛋白在病原菌侵染寄主過程中發(fā)揮重要作用,其分泌過程通常受介導膜泡運輸?shù)哪づ萑诤系鞍卓刂�。本研究利用分離自棉花的大麗輪枝菌Vd991基因組開展了膜泡融合蛋白比較分析及其毒力功能鑒定。大麗輪枝菌Vd991編碼的膜泡融合蛋白由22個SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive Factor Attachment Protein Receptor)類蛋白、4個SM(Sec1/Munc18)家族蛋白以及10個Rab GTPase組成,其中22個SNARE類蛋白分成Qa、Qb、Qc、Qbc和R蛋白5個亞家族;各類蛋白以[Qa-Qb-Qc-Qbc-R]-SM-Rab不同組合形式形成膜泡融合復合體,參與蛋白的內質網(wǎng)-高爾基體-分泌囊泡-質膜融合等轉運過程。進一步開展了大麗輪枝菌膜泡融合蛋白復合體關鍵組分毒力功能研究,VdSec22(R)和VdSso1(Qa)分別是“內質網(wǎng)-高爾基體”和“分泌囊泡-質膜融合”膜泡融合復合體的重要組分,VdSec22和VdSso1敲除后對感病棉花軍棉1號的致病力和菌體繁殖量較野生型相比均顯著下降,兩個基因回補相應缺失突變體致病力和菌體繁殖量得恢復,結果表明“內質網(wǎng)-高爾基體”膜泡融合復合體組分VdSec22和“分泌囊泡-質膜融合”膜泡融合復合體組分VdSso1是大麗輪枝菌致病性所必須的。敲除突變體?VdSec22和?Vdsso1碳源利用分析發(fā)現(xiàn),其利用碳源的能力較野生型明顯降低。胞外蛋白致萎活性分析發(fā)現(xiàn),野生型菌株Vd991胞外蛋白處理棉花(軍棉1號)葉片72小時后即可引起典型的萎蔫黃化癥狀,但等量的突變體ΔVdSec22和ΔVdSso1胞外分泌蛋白的致萎活性顯著下降,表明膜泡融合復合體組分VdSec22和VdSso1介導了大麗輪枝菌胞外(毒素)蛋白的分泌。iTRAQ鑒定表明,VdSec22和VdSso1分別調控了115個和72個致病性相關蛋白,分別涵蓋了已鑒定的271種與致病性相關蛋白的42.4%和26.7%;功能聚類分析表明,VdSec22和VdSso1調控的蛋白主要參與了果膠、纖維素、木聚糖(Xylan)等細胞壁組分降解過程。另外,VdSec22和VdSso1也調控了部分毒素蛋白的分泌。上述結果表明,膜泡融合蛋白VdSec22和VdSso1是大麗輪枝菌蛋白轉運系統(tǒng)的關鍵組分,這為大麗輪枝菌膜泡融合蛋白參與致病過程的系統(tǒng)研究和黃萎病防控關鍵靶點研發(fā)提供了理論依據(jù)。
【學位授予單位】：曲阜師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S432.44;S435.621
【圖文】：

圖 1 酵母中膜泡融合蛋白轉運模型Fig. 1 Model of vesicular fusion protein transport in yeast合蛋白介導植物病原菌胞外致病蛋白的分泌明介導胞外蛋白運輸?shù)哪づ萑诤系鞍资遣≡虏」δ躆agnaporthe oryzae）中的 Sso1、Sec22 和 Vamp7 等膜泡菌的毒力功能起作用[45-47]。稻瘟病菌中的 MoSec22 是，將該基因敲除后，影響了細胞外漆酶的分泌并顯著降低瘟病菌中的 SNARE 蛋白編碼的 MoSso1 基因也被證明是力功能所必需的[42]。白色念珠菌（Canidia albicans）中的鐮刀菌（Fusarium graminearum）中 Sso1、Vam7 和 Vp對病原菌的致病性有重要作用。在球形炭疽菌（Anthra泡融合蛋白 Sec22 的情況下，效應子 DN3 的轉運被阻斷蛋白 DN3 的轉運[49]。

圖 2.1 大麗輪枝菌膜泡（SNARE、Rab 蛋白和 Sec1/Munc18 蛋白）轉運模型Figure 1.2 Prediction of the association of N-ethylmaleide-sensitive factor attachment protereceptor(SNARE)complex,Rab proteins,and Sec1/Munc18(SM)proteins with trafficking stepVerticillium dahliae2.2.2 Vd991 與 VdLs.17 基因組中膜泡融合蛋白的同源性比較分析大麗輪枝菌 VdLs.17 的基因組編碼了 22 個 SNAREs、4 個 SM 家族蛋白以10 個 Rab GTPase[67]。以大麗輪枝菌 VdLs.17 基因組中已知的膜泡融合蛋白作參考序列，對 Vd991 編碼的蛋白組進行了 BLASTP 搜索。結果顯示，Vd99因組中的膜泡融合蛋白相對于 VdLs.17 是保守的，同樣編碼 22 個 SNAREs個 SM 家族蛋白,10 個 Rab GTP 酶（表 1）。BLASTN 分析表明，Vd991 和 VdL菌株編碼的膜泡融合蛋白的 DNA 序列也具有較高的同源性，全部高于 90%；中 VdRab6 在 Vd991（VEDA_09703）和 VdLs.17（VDAG_10156）中的同源最低，為 94.39%。綜上結果表明，囊泡融合成分在大麗輪枝菌的不同菌株中有廣泛的保守性。

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本文編號：2718486