RhoGTP酶激活蛋白MoLrg1生化活性及其调控稻瘟病菌致病过程的机制研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31500118
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
20.0万
负责人：
叶文雨
依托单位：
福建农林大学
学科分类：
C0109.病原真菌学与其他微生物
结题年份：
2018
批准年份：
2015
项目状态：
已结题
起止时间：
2016-01-01 至2018-12-31

项目参与者：
余文英；豆献英；钟振晖；陈美莲；陈培蕊；庄文凤；
关键词：
稻瘟病菌生化活性致病机理 MoLrg1 RhoGAP蛋白

项目摘要

The ascomycete Magnaporthe oryzae is pathogenic to economically important crops such as rice, barley, wheat, and millet, and has been used as a model system for studying fungus-plant interactions. The preliminary results showed that since the normal conidia were defective in appressorium formation, the Molrg1 deletion mutant lost pathogenicity completely, but the detailed mechanism was still unknown. On these bases, ultilizing biochemistry and molecular genetics approaches, this study will further focus on verifying the RhoGAP activity of MoLrg1 and its key functional domain and amino acid residues, and dissecting the interaction mechanism between MoLrg1 and MoRac1/MoCdc42, , all of which will reveal the function mechanism of MoLrg1 in regulating the pathogenicity of M.oryzae. Our results will not only be conductive to illuminating the molecular mechanism on which RhoGAP protein regulates the Rho GTPase-mediated signaling pathway, but also provide t theoretical basis for the better prevention and controll of rice blast disease.

稻瘟病菌是引起水稻稻瘟病的重要病原真菌，水稻与稻瘟病菌互作系统是研究植物与病原物相互作用的最佳模式系统之一。申请人前期研究结果表明，MoLrg1调控稻瘟病菌附着胞的形成，并影响其致病性，但机制不明。本项目拟在此基础上，采用生物化学和分子遗传学的技术手段，明确MoLrg1的RhoGAP活性、主要功能域和功能位点，深入研究其与MoRac1/MoCdc42的互作机制，，进而探明其参与调控稻瘟病菌致病性的机理。研究结果有助于阐明稻瘟病菌RhoGAP蛋白调节Rho GTP酶信号传导途径的分子机制，为持久有效防治稻瘟病提供理论依据。

结项摘要

摘要. Rho族蛋白存在两种相互转化的状态：GDP结合的失活状态和GTP结合的活性状态，在调控细胞活动中起着分子开关的作用。GDP/GTP交换因子（GAP）的功能是促进Rho族GTP结合态向GDP结合态的转换。在真菌中，RhoGAP参与调控细胞骨架的重组和细胞极性生长，在细胞形态建成中发挥着关键作用。.水稻病原真菌—稻瘟病菌（M. oryzae）是研究植物与病原菌互作的重要模式生物。该菌的侵染循环涉及分生孢子萌发、附着胞分化、侵入栓的形成以及侵染生长，这一过程涉及复杂的细胞分化、信号转导和极性生长。稻瘟病菌中的 MoRac1是该菌产孢和致病所必需的关键调控蛋白, MoCdc42调控着稻瘟病菌细胞分化、极性生长及其侵染致病过程。MoLrg1敲除突变体孢子无法分化出正常的附着胞且丧失了致病性。为了完善对MoLrg1的功能分析，我们构建了MoLrg1的过量表达突变体并进行了致病性分析, 结果表明，与野生型相比，MoLrg1过量表达突变体对大麦的致病性没有显著影响。本项目结果进一步明确了MoLrg1是附着胞形成的一个阶段特异性调控因子；MoLrg1含有LIM和RhoGAP两个结构域，结构域敲除的结果表明，结构域敲除突变体的表型与整个ORF敲除的突变体的表型相似，不产生附着胞，对植物的致病性丧失，推测RhoGAP结构域和至少其中有一个LIM结构域是功能域，二者对其定位和功能都是必需的；MoLrg1分别能与MoRac1-CA和MoCdc42-CA互作，MoLrg1可能对其具有RhoGAP活性,可能通过调节MoRac1和MoCdc42的活性，在细胞极性生长过程中起着重要作用。通过分析稻瘟病菌RhoGAP家族基因与几丁质合酶家族基因的表达关系，研究该家族基因对细胞壁形成的影响。说明RhoGAP基因家族蛋白可能参与了稻瘟病菌不同阶段细胞壁的合成，本结果为进一步研究RhoGAP家族基因参与多样性的代谢途径奠定了基础。参与本项目的人员也得到了培养提高，与本项目相关的论文有3篇，有助于进一步解析RhoGTP酶信号网络调控稻瘟病菌产孢机理奠定了理论基础。