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膜感应蛋白Sho1对梨果表皮蜡质物化信号诱导Alternaria alternata附着胞形成的调控机理研究

批准号:
32060567
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
李永才
依托单位:
学科分类:
食品贮藏与保鲜
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李永才

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
果皮蜡质的物化特性对病原真菌侵染结构分化具有诱导作用。我们研究发现MAP激酶AaHog1对梨果皮蜡质信号诱导Alternaria alternata附着胞形成具有调控作用,其上游膜感应蛋白AaSho1参与了诱导过程,但具体调控机制不清。本项目在对梨果黑斑病菌A.alternata Sho1基因克隆及生物信息学分析的基础上,采用显微技术、生物化学和分子生物学方法,通过构建AaSho1缺失突变株及回复菌株,比较分析ΔAaSho1突变株生长、胁迫响应、次生代谢和致病特性的差异;研究AaSho1对梨果表皮蜡质物化信号(疏水性、蜡质组分)诱导A.alternata附着胞形成的调控作用,同时明确AaSho1与AaHog1在A.alternata响应果皮蜡质信号中的协同调控模式。为全面揭示A.alternata感知和响应梨果表皮信号进而启动侵染的机制和开发梨果采后病害控制新方法提供理论依据。
英文摘要
Physic-chemical properties of fruit cuticular wax have a vital role in inducing infection structure differentiation of pathogenic fungi. Our previous results indicated that MAP kinase AaHog1was required in sensing cuticular wax cues from pear fruit during appressorium formation of Alternaria alternata, and its upstream sensor protein Sho1 was also involved in this process, however the detailed regulatory mechanism remains unclear. In this study, based on identifying, cloning and bioinformation analyzing for membrane sensor protein Sho1 from A. alternata, the causal agents of pear black spot, sho1 mutant (ΔAaSho1) and complementary strain in A. alternata will be generated, and vegetative growth, stress response, secondary metabolism and virulence of ΔAaSho1 strain will be analyzed compared with the wild type strain by the means of microscopic, biochemical and molecular methods; the regulatory role of AaSho1 on appressorium formation induced by pear cuticular wax physic-chemical cues (hydrophobicity and chemical composition) will also be evaluated. In addition, the regulatory crosstalk between Sho1 and AaHog1 on A. alternata responding to cuticular wax of pear fruit will be further confirmed. The results will provide a theoretical basis for further uncovering mechanism of A. alternata sensing and responding to physic-chemical signaling from pear fruit surface and then initiating infection, and exploiting novel strategies for controlling of postharvest diseases in pear fruit.
Alternaria alternata引起的黑斑病是梨果主要采后病害。高渗透压敏感蛋白Sho1作为病原真菌重要的膜感受器,可感知外源胁迫或刺激,并通过细胞信号传导途径协同调控真菌多种生物学功能。本研究以AaSho1为研究对象,在对其基因克隆和生物信息学分析的基础上,通过分子生物学手段以及药理学方法研究了其对A. alternata生长发育、胁迫响应、次生代谢产物形成及致病性的影响;并通过转录组学和酵母双杂交技术,系统研究了AaSho1在识别梨果皮蜡质、疏水信号进而调控A. alternata侵染结构分化的分子机制,结果如下:.1. 克隆得到963 bp的梨果黑斑病菌A. alternata AaSho1基因,生物信息学分析表明AaSho1蛋白含有4个TM跨膜结构域和1个SH3结构域,属于不含信号肽、非分泌性的亲水蛋白。.2. 利用同源重组方法构建了ΔAaSho1和ΔAaSho1-C突变株,与野生型菌株相比,其孢外黑色素含量、纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶酶活性、交链孢霉烯毒素含量、致病性以及外源胁迫抗性、胞内甘油含量等均显著降低。Sho1蛋白专一性抑制剂制霉菌素处理得到了相同结果。.3. AaSho1在梨果蜡质提取物诱导A. alternata侵染结构分化过程中显著上调表达。研究表明ΔAaSho1突变株在疏水性、角质单体、梨果蜡质提取物表面的孢子萌发率与野生型无差别,而附着胞形成率均显著低于野生型。这与药理学研究结果一致。.4. RNA-Seq结果表明野生型菌株和ΔAaSho1突变株在梨果蜡质提取物诱导6 h后的差异表达基因共2764个,其中上调基因1067个、下调基因1697个。进一步通过酵母双杂交实验证明了AaSho1蛋白与AaSte11和AaSte50蛋白、AaSte11蛋白与AaPbs2蛋白、AaPbs2蛋白与AaHog1蛋白均具有相互作用,而蛋白AaSte50和AaPbs2之间无相互作用,表明AaSho1蛋白通过AaSte11-AaPbs2-AaHog1激活MAPK级联途径。.综上所述,AaSho1作为膜感受器蛋白参与了A. alternata对梨果皮物化刺激的感知,并通过AaSte11-AaPbs2-AaHog1激活MAPK级联信号传导途径,调节A. alternata侵染结构分化、致病性及胁迫响应、次生代谢物形成等生理功能。
G蛋白信号调节因子调控梨果表皮物化信号诱导Alternaria alternata侵染结构分化的分子机制研究
  • 批准号:
    32372411
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    李永才
  • 依托单位:
PLC对梨果皮蜡质疏水性诱导Alternaria alternata附着胞形成的调控机制研究
  • 批准号:
    31860456
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    李永才
  • 依托单位:
梨果皮绿原酸介导的Alternaria alternata活性氧代谢对其侵染的调控
  • 批准号:
    31460534
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    李永才
  • 依托单位:
梨果实表皮角质层结构及化学组分对Alternaria alternata侵染的调控机理研究
  • 批准号:
    31260494
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    李永才
  • 依托单位:
国内基金
海外基金