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      植物病原真菌效應(yīng)蛋白研究進(jìn)展

      2017-02-05 01:22:48周峰
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年10期
      關(guān)鍵詞:真菌機(jī)制

      摘要:真菌病原菌能分泌效應(yīng)蛋白,影響真菌病原菌與植物的相互作用。本文概述了真菌病原菌的生活和侵染方式,以及效應(yīng)蛋白的基因進(jìn)化,指出真菌病原菌正是通過對基因組的區(qū)隔化完成效應(yīng)蛋白基因的進(jìn)化。重點(diǎn)討論活體營養(yǎng)型、死體營養(yǎng)型、半活體營養(yǎng)型和共生營養(yǎng)型效應(yīng)蛋白的作用機(jī)制和植物適應(yīng)性,以及效應(yīng)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)、吸收和加工機(jī)制,可為研究真菌病原菌與作物的相互作用,并為未來作物抗病改良和病害防控策略的制定提供參考。

      關(guān)鍵詞:植物感病;真菌;效應(yīng)蛋白;基因進(jìn)化;機(jī)制

      中圖分類號: Q946.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

      文章編號:1002-1302(2016)09-0031-03

      收稿日期:2015-09-06

      基金項(xiàng)目:國家“863”計劃(編號:2012AA021701);江蘇省自然科學(xué)基金青年基金(編號:BK2012073);江蘇省生態(tài)學(xué)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(編號:蘇教研[2012]2)。

      作者簡介:周峰(1978—),男,山東淄博人,博士,副教授,從事植物生理生化研究。E-mail:zfibcas@163.com。[HJ]

      [ZK)]

      真菌病原菌通過各種方式侵染植物,侵染是由真菌病原菌分泌的成百上千種效應(yīng)蛋白調(diào)控的。真菌效應(yīng)蛋白可在真菌菌絲與宿主之間的相互作用區(qū)域直接轉(zhuǎn)移至植物體內(nèi)而起作用。這些效應(yīng)蛋白能抑制植物防御反應(yīng),調(diào)控植物生理機(jī)制使其能適應(yīng)真菌侵染,并為真菌提供營養(yǎng)物質(zhì)。植物病原真菌對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)具有重大影響,因?yàn)樗粌H危害作物生長,還能引起采后病害。據(jù)估算,世界上約有10%的農(nóng)業(yè)減產(chǎn)與真菌病原菌的侵害有關(guān)[1]。目前,農(nóng)民一般采取種植抗性品種或使用復(fù)合殺菌劑抵抗真菌侵染,但這些方法會對環(huán)境造成影響。本文概述了真菌效應(yīng)蛋白引起的毒性及植物適應(yīng)機(jī)制,重點(diǎn)討論真菌效應(yīng)蛋白的作用機(jī)制、基因進(jìn)化、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和加工方式等方面的研究進(jìn)展,以期為病原真菌的生物防治和作物抗病改良提供參考。

      1真菌病原菌的侵染

      [JP2]真菌病原菌有不同的生活方式,包括死體營養(yǎng)型(necrotrophic)、活體營養(yǎng)型(biotrophic)和半活體營養(yǎng)型(hemibiotrophic)。所有侵染植物的真菌都能被植物免疫系統(tǒng)識別并引起宿主防御反應(yīng)。這些防御反應(yīng)的觸發(fā)是由保守的病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns,簡稱PAMPs)、微生物相關(guān)分子模式(microbe-associated molecular patterns,簡稱MAMPs)激活。真菌中細(xì)胞壁的幾丁質(zhì)是一種典型的PAMP,真菌侵染植物后,通過幾丁質(zhì)酶將細(xì)胞壁中的幾丁質(zhì)低聚糖釋放出來。PAMP通過模式識別受體(pattern-recognition receptors,簡稱PRRs)識別,這是植物第1道防御反應(yīng),即PAMP觸發(fā)免疫反應(yīng)(PAMP-triggered immunity,簡稱PTI)。而病原菌為了抑制PTI 進(jìn)化出效應(yīng)蛋白,效應(yīng)蛋白能被植物監(jiān)測系統(tǒng)識別,觸發(fā)第2道防御反應(yīng),即效應(yīng)蛋白觸發(fā)免疫反應(yīng)(effector-triggered immunity,簡稱ETI)[2]。

      侵染初期,真菌病原菌黏附于植物表皮,芽管開始生長,侵入的組織開始分化形成結(jié)構(gòu)相似的附著胞(appressoria)或附著枝(hyphopodia)。真菌感受的信號是不同的,有氣孔、化學(xué)信號(如表面蠟質(zhì))、物理信號(如疏水性或向觸性)。不同生活方式的病原真菌會形成不同的附著胞,半活體營養(yǎng)型真菌如稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)、炭疽菌(Colletotrichum spp.)能形成圓頂形、黑化的附著胞,這樣可形成一定的膨壓使菌絲侵入宿主。大多數(shù)死體營養(yǎng)型真菌能形成不明顯的附著胞,通過分泌大量的細(xì)胞壁降解酶類(plant cell wall-degrading enzymes,簡稱PCWDEs)侵入植物角質(zhì)層[3]。活體營養(yǎng)型病原菌在不影響宿主細(xì)胞生存的情況下,可通過膨壓和PCWDEs破壞細(xì)胞壁,而活體營養(yǎng)型有益菌則主要通過來源于宿主的細(xì)胞壁松弛酶作用而進(jìn)入植物。

      2真菌效應(yīng)蛋白

      真菌分泌蛋白能影響真菌與植物之間的相互作用,比如影響真菌生活方式和宿主特異性水平,它們一般占真菌蛋白質(zhì)組的5%~10%。通常將效應(yīng)蛋白定義為少于300個氨基酸的分泌蛋白質(zhì),它們往往富含半胱氨酸,其三級結(jié)構(gòu)通過二硫鍵穩(wěn)定,能幫助真菌病原菌侵染宿主并在宿主中定殖。近期研究表明,很多大分子蛋白質(zhì)也可以作為效應(yīng)蛋白,而且任何真菌分泌蛋白都可能是效應(yīng)蛋白。大多數(shù)分泌效應(yīng)蛋白的功能無法預(yù)測,PCWDEs效應(yīng)蛋白可能是真菌滲透和孢子擴(kuò)散所需要的,其余效應(yīng)蛋白可能在植物靶目標(biāo)的降解、修飾、抑制、活性改變和穩(wěn)定性調(diào)控等方面起作用[4]。

      死體營養(yǎng)型和半活體營養(yǎng)型的PCWDEs效應(yīng)蛋白含量要高于活體營養(yǎng)型,與兼性腐生菌(saprotrophic)含量相似。這說明活體營養(yǎng)型真菌要適應(yīng)植物,避免引起植物細(xì)胞損傷,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。專一性的活營養(yǎng)體(obligate biotrophic)真菌的PCWDEs效應(yīng)蛋白含量最低,反映它們在植物體外無法完成繁殖,必須通過根內(nèi)叢枝從宿主處獲得碳水化合物。共生(symbiont)真菌的PCWDEs含量也明顯減少,它們也要適應(yīng)嚴(yán)格的活體營養(yǎng)型生活方式,比如叢枝菌根(arbuscular mycorrhizas,簡稱AM)真菌Rhizophagus irregularis缺失所有的PCWDEs,它對植物的侵染和細(xì)胞內(nèi)叢枝的發(fā)育可能依靠植物基因編碼的細(xì)胞壁修飾酶、膨脹素[5]。半活體營養(yǎng)型真菌的分泌蛋白含量最高,其分泌蛋白兼有死體營養(yǎng)型、活體營養(yǎng)型的共同特征。對半活體營養(yǎng)型真菌希金斯炭疽菌(Colletotrichum higginsianum)的全轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究表明,編碼分泌蛋白的基因主要在最初的活體營養(yǎng)階段,而PCWDEs、裂解酶是在接下來的死體營養(yǎng)階段高表達(dá)。同樣,內(nèi)生真菌Piriformospora indica也是在感染的最后階段才引起植物細(xì)胞死亡[6]。這些研究表明,PCWDEs與死體營養(yǎng)型有關(guān),編碼未知功能的分泌蛋白表達(dá)是活體營養(yǎng)型的共同特征。

      3效應(yīng)蛋白的基因進(jìn)化

      植物與病原菌的相互作用中,植物通常具有抗性和不相容性作用,而病原菌往往具有兼容性或易感性,這種對立進(jìn)化是基于基因?qū)虻南嗷プ饔媚P?。在這個模型中,宿主植物的抗性基因(resistance gene,簡稱R)產(chǎn)物若能發(fā)現(xiàn)病原菌無毒基因(avirulence gene,簡稱Avr)的效應(yīng)產(chǎn)物,會導(dǎo)致不相容性,植物無病癥產(chǎn)生。相反,若因?yàn)榈任换虻淖儺惢蛉鄙傧嚓P(guān)組件,則不能發(fā)現(xiàn)病原菌的Avr基因的效應(yīng)產(chǎn)物,會出現(xiàn)相容性,真菌可在植株體內(nèi)大量繁殖并產(chǎn)生癥狀[7]。這會形成1個盛衰(boom-bust)循環(huán),在這個循環(huán)中,當(dāng)宿主R基因缺少時,病原菌Avr基因會被選擇;當(dāng)Avr基因普遍存在時,R基因會被選擇;當(dāng)宿主R基因普遍存在時,能篩選到Avr基因;當(dāng)Avr基因缺少時,能篩選到R基因??梢?,boom-bust循環(huán)中R、Avr基因二者存在共進(jìn)化的動態(tài)過程,這種動態(tài)共進(jìn)化也存在于效應(yīng)蛋白和植物靶基因?qū)χg[8]。

      效應(yīng)蛋白的基因進(jìn)化是在避免被宿主發(fā)現(xiàn)和最適毒性之間保持平衡,而病原菌的長期適應(yīng)是依靠能不斷出現(xiàn)新的效應(yīng)蛋白,替代原來已失去競爭力的效應(yīng)蛋白或者能侵染新的宿主,這使得效應(yīng)蛋白進(jìn)化壓力增加并加速進(jìn)化。研究發(fā)現(xiàn),與編碼非分泌蛋白基因相比,編碼分泌蛋白的基因正選擇壓力明顯增大。此外,效應(yīng)蛋白基因不僅可在種內(nèi)基因水平轉(zhuǎn)移,還可在種間基因水平進(jìn)行轉(zhuǎn)移。毒素蛋白ToxA的基因可從小麥葉斑病真菌(Stagonospora nodorum)轉(zhuǎn)移至小麥黃斑病真菌(Pyrenophora tritici-repentis),導(dǎo)致高毒力病原菌出現(xiàn),引起世界范圍內(nèi)的小麥葉片出現(xiàn)枯斑,最終影響到小麥的生長和產(chǎn)量[9]。這表明基因水平轉(zhuǎn)移有助于促進(jìn)毒力的進(jìn)化效應(yīng)。植物病原菌面臨進(jìn)化上的沖突,因?yàn)樾?yīng)蛋白基因要求快速和靈活的進(jìn)化,而大多數(shù)基因組則要求中等速度的進(jìn)化,基因組通過對基因的區(qū)隔化解決這個矛盾。很多病原真菌具有稀疏基因的基因組區(qū)域,這些區(qū)域富含重復(fù)元件,推測為效應(yīng)蛋白基因區(qū)域。真菌病原菌正是通過對基因組的區(qū)隔化完成效應(yīng)蛋白基因的進(jìn)化。

      4效應(yīng)蛋白作用機(jī)制

      4.1活體營養(yǎng)型效應(yīng)蛋白

      關(guān)于活體營養(yǎng)型效應(yīng)蛋白的研究廣泛。真菌侵染植物時,下調(diào)PAMPs引起的免疫反應(yīng)。Pep1是玉米真菌病原體(Ustilago maydis)的分泌效應(yīng)蛋白,與質(zhì)外體積累黑穗病菌有關(guān)。POX12是1種玉米分泌過氧化物酶,是植物活性氧類(ROS)產(chǎn)生系統(tǒng)的保守組分。Pep1效應(yīng)蛋白通過抑制POX12活性抑制植物防御系統(tǒng),而[WTBX][STBX]pep1[WTBZ][STBZ]突變體則會引起強(qiáng)烈的植物防御反應(yīng)。Pit2也是U. maydis的1種分泌效應(yīng)蛋白,是病原菌產(chǎn)生毒力所必需的組分。Pit2通過抑制質(zhì)外體玉米半胱氨酸蛋白酶活性從而抑制水楊酸相關(guān)植物防御反應(yīng)[10]。

      植物激素是引起植物防御反應(yīng)的主要信號分子,水楊酸信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的激活主要用于抵御病原菌的侵害。U. maydis侵染植物時,會分泌大量的分支酸變位酶(chorismate mutase1,簡稱Cmu1)來消除水楊酸誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)。分支酸是水楊酸合成的前體物質(zhì),Cmu1的活性會降低分支酸的含量從而增強(qiáng)效應(yīng)蛋白毒力。研究表明,效應(yīng)蛋白還可影響植物的次生代謝途徑。U. maydis效應(yīng)蛋白Tin2能促進(jìn)花色素苷的生物合成,花色素苷的生物合成增加會減少其與木質(zhì)素合成的共同前體物質(zhì)香豆酸的生物含量,這會降低植物細(xì)胞壁的木質(zhì)化程度,從而減弱植物對病原菌擴(kuò)散的防御能力[11]。

      4.2死體營養(yǎng)型效應(yīng)蛋白

      死體營養(yǎng)型效應(yīng)蛋白可誘導(dǎo)植物細(xì)胞死亡,它們主要通過次生代謝產(chǎn)物如聚酮毒素、非核糖體多糖毒素、乙烯誘導(dǎo)多肽以及其他一些蛋白毒素起作用。死體型小麥病原菌S. nodorum、P. tritici-repentis可產(chǎn)生很多效應(yīng)蛋白(如 SnTox1-Snn1、SnTox2-Snn2等)導(dǎo)致細(xì)胞壞死。這些效應(yīng)蛋白與宿主敏感蛋白均是效應(yīng)物觸發(fā)敏感性兼容相互作用所必需的,效應(yīng)物觸發(fā)敏感性與ETI作用正好相反。例如,ToxA效應(yīng)蛋白定位于葉綠體,能與ToxABP1蛋白相互作用,ToxABP1蛋白參與類囊體形成。這種相互作用導(dǎo)致光系統(tǒng)的破壞,引起細(xì)胞死亡[12]。近期研究表明,小RNA也起效應(yīng)子的作用,通過重復(fù)元件產(chǎn)生的黃瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)小RNA與擬南芥ARGONAUTE 1蛋白結(jié)合從而對宿主RNA進(jìn)行干涉,選擇性地沉默與這些RNA互補(bǔ)的宿主免疫基因[13]。

      4.3半活體營養(yǎng)型效應(yīng)蛋白

      半活體營養(yǎng)型真菌結(jié)合了活體和死體營養(yǎng)型兩者的生活方式,例如它們需要效應(yīng)蛋白去抑制植物防御反應(yīng),在后期殺死植物細(xì)胞。M. oryzae的類枯草桿菌蛋白酶(Slp1)在稻瘟菌感染早期階段會在植物和真菌接觸面積累,Slp1能結(jié)合幾丁質(zhì)并抑制幾丁質(zhì)觸發(fā)的PTI,[WTBX][STBX]Slp1[WTBZ][STBZ]基因敲除突變體對水稻的致病力受抑制,說明Slp1對稻瘟菌致病性起關(guān)鍵作用。[JP2]除了與植物抗性有關(guān)的質(zhì)外體組分外,半活體營養(yǎng)型效應(yīng)蛋白還可干擾胞質(zhì)組分的植物免疫系統(tǒng),稻瘟菌無毒基因AvrPiz-t的靶目標(biāo)是水稻胞質(zhì)R基因Piz-t。轉(zhuǎn)基因水稻中AvrPiz-t的表達(dá)可抑制PAMP觸發(fā)的ROS生成,增加對稻瘟菌的易感性,這表明效應(yīng)蛋白AvrPiz-t通過抑制PTI促進(jìn)稻瘟菌毒力[14]。希金斯炭疽菌(C. higginsianum)在侵染前、活體營養(yǎng)階段會誘導(dǎo)產(chǎn)生12個次生代謝基因簇,在這期間植物細(xì)胞還活著,說明這些次生代謝基因簇產(chǎn)物可能在操控宿主中起作用,其作用效果類似效應(yīng)蛋白。C. higginsianum的誘導(dǎo)壞死蛋白ChNLP1能在轉(zhuǎn)換到死體營養(yǎng)型階段時特殊表達(dá),并誘導(dǎo)本氏煙(Nicotiana benthamiana)植物細(xì)胞死亡,但這種細(xì)胞死亡可通過活體營養(yǎng)階段共表達(dá)ChEC效應(yīng)蛋白而被抑制[15]。類似現(xiàn)象也存在于黃瓜炭疽病菌(Colletotrichum orbiculare)中,說明誘導(dǎo)和抑制細(xì)胞死亡的效應(yīng)蛋白之間的平衡能調(diào)控半活體營養(yǎng)型真菌從活體到死體營養(yǎng)型階段的轉(zhuǎn)換。

      4.4共生營養(yǎng)型效應(yīng)蛋白[HT]

      叢枝菌根真菌(Glomus intraradices)的效應(yīng)蛋白SP7能與宿主的乙烯響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子ERF19相互作用,調(diào)控蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)防御相關(guān)基因表達(dá),導(dǎo)致PTI的下調(diào)表達(dá)。當(dāng)雙色蠟?zāi)ⅲ↙accaria bicolor)的MiSSP7效應(yīng)蛋白感受到植物根的擴(kuò)散信號時會高誘導(dǎo)表達(dá),而且它是與植物根互惠共生所必需的。MiSSP7效應(yīng)蛋白若缺失表達(dá),雙色蠟?zāi)o法進(jìn)入楊樹的根共生,這種缺陷可通過在轉(zhuǎn)基因植物的胞質(zhì)中表達(dá)[WTBX][STBX]MiSSP7[WTBZ][STBZ]基因彌補(bǔ)。最近研究表明,定位于植物細(xì)胞核的MiSSP7效應(yīng)蛋白能與PtJAZ6蛋白相互作用,而PtJAZ6蛋白是毛果楊(Populus trichocarpa)茉莉酸誘導(dǎo)基因表達(dá)的負(fù)調(diào)控因子。MiSSP7可阻止茉莉酸依賴的PtJAZ6蛋白的降解,進(jìn)而抑制茉莉酸誘導(dǎo)基因的表達(dá)[16]。

      5效應(yīng)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)

      真菌病原菌可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體分泌系統(tǒng)將效應(yīng)蛋白釋放到宿主細(xì)胞外。其中一些效應(yīng)蛋白在細(xì)胞外起作用,被稱為胞外效應(yīng)因子(如降解酶、毒素蛋白等);另外一部分效應(yīng)蛋白則可通過一些特殊途徑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),被稱為胞內(nèi)效應(yīng)因子[7]。稻瘟菌Avr蛋白與其同源胞內(nèi)宿主R蛋白共表達(dá),可引起細(xì)胞死亡。這說明Avr蛋白在宿主細(xì)胞內(nèi)也起作用。這是真菌效應(yīng)蛋白可轉(zhuǎn)運(yùn)至宿主細(xì)胞的第1個證據(jù)。但是關(guān)于宿主細(xì)胞吸收效應(yīng)蛋白的分子機(jī)制尚缺乏系統(tǒng)研究。生物信息學(xué)手段無法鑒定出調(diào)控效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的共有序列,缺少共有序列說明沒有普遍適用的效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。不同的植物病原菌在植物定植過程中,可能與它們各式各樣的侵染結(jié)構(gòu)一樣,其效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)方式也各不相同。但也有特例:白粉病真菌(powdery mildew)約80%的效應(yīng)蛋白在信號肽下游具有N末端3肽共有序列(Y/F/WxC);根內(nèi)生真菌P. indica 的25個分泌效應(yīng)蛋白都具有C末端RSIDELD模序,但是關(guān)于這些模序是否與效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)尚不清楚。刺亞麻柵銹菌(Melampsora lini)效應(yīng)蛋白AvrM蛋白可通過不依賴病原菌的疏水通道,調(diào)控與植物細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)合,效應(yīng)蛋白是否能通過質(zhì)膜的內(nèi)吞作用進(jìn)入宿主細(xì)胞尚須進(jìn)一步研究[17-18]。

      [JP2]由于缺少有效的真菌效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)測定方法,效應(yīng)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收研究停滯不前?;罴?xì)胞成像技術(shù)是一種研究植物細(xì)胞分泌和熒光蛋白(fluorescent protein,簡稱FP)標(biāo)記效應(yīng)物吸收的有效工具,但目前只在稻瘟菌效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)研究中有效。在這種半活體營養(yǎng)型真菌中,熒光標(biāo)記的效應(yīng)蛋白表現(xiàn)出2種定位方式,質(zhì)外體效應(yīng)蛋白分泌在菌絲周圍的基質(zhì)中,而轉(zhuǎn)運(yùn)效應(yīng)蛋白存在于侵染菌絲上形成的活體營養(yǎng)表面復(fù)合體(biotrophic interfacial complex,簡稱BIC)以及植物細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核中。通過FP標(biāo)記發(fā)現(xiàn)C. higginsianum侵染前,效應(yīng)蛋白積累在其分泌部位胞孔處。侵染后,有2種定位方式:一些積累于凝集灶(discrete foci)中,這些凝集灶分散在真菌細(xì)胞壁與宿主植物細(xì)胞膜之間;其他則不間斷均勻分布在活體營養(yǎng)型真菌與植物接觸面上。C. orbiculare的FP標(biāo)記效應(yīng)蛋白存在于真菌細(xì)胞壁與植物細(xì)胞膜之間的活體菌絲頸部,形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)[19]。但FP標(biāo)記效應(yīng)蛋白無法進(jìn)入宿主細(xì)胞細(xì)胞質(zhì),說明效應(yīng)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收機(jī)制可能需要去折疊蛋白。

      6效應(yīng)蛋白翻譯后加工

      分泌蛋白進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后,可在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)生N-糖基化、O-糖基化等翻譯后加工方式。研究發(fā)現(xiàn),稻瘟菌[WTBX][STBX]ALG3[WTBZ][STBZ]基因編碼內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位的α-1,3甘露糖基轉(zhuǎn)移酶參與N-糖基化,這與稻瘟菌毒力有關(guān)。而在[WTBX][STBX]alg3[WTBZ][STBZ]突變體中,會產(chǎn)生大量ROS,這可能與Slp1未糖基化、幾丁質(zhì)結(jié)合活性下降有關(guān)。N-糖基化也發(fā)生在U. maydis中,U. maydis的[WTBX][STBX]gas1[WTBZ][STBZ]突變體缺少葡萄糖苷酶Ⅱ,[WTBX][STBX]gls1[WTBZ][STBZ]突變體缺少葡萄糖苷酶Ⅰ,病原菌侵入后很快被宿主消滅并釋放大量ROS。一些效應(yīng)蛋白,如番茄葉霉病菌(Cladosporium fulvum)的Avr4、Avr9效應(yīng)蛋白,S. nodorum的SnToxA效應(yīng)蛋白必須去除信號肽,進(jìn)行N-末端加工后才有活性。此外,稻瘟菌編碼轉(zhuǎn)移金屬蛋白酶 Avr-Pita,必須經(jīng)過N-末端加工才能引起過敏反應(yīng)。S. nodorum的效應(yīng)蛋白Rep1、Hum3、Rsp1需要通過枯草桿菌蛋白酶Kex2加工成重復(fù)蛋白,而在[WTBX][STBX]hum3/rsp1[WTBZ][STBZ]雙突變體中其毒力會受到明顯影響[8,20]。這說明效應(yīng)蛋白要經(jīng)過翻譯后加工才能將其轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚孕问?,而在大腸桿菌中異源表達(dá)非糖基化效應(yīng)蛋白,不僅沒有生物活性,侵染植物后也不穩(wěn)定。

      7展望

      關(guān)于效應(yīng)蛋白的毒力效應(yīng)及轉(zhuǎn)運(yùn)分子機(jī)制還處于起步研究階段,尤其是尚未鑒定出哪些效應(yīng)蛋白能夠改變植物代謝以滿足侵染真菌的營養(yǎng)需要。調(diào)控效應(yīng)蛋白基因表達(dá)的植物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑研究也非常缺乏。這些都是未來研究的重點(diǎn)領(lǐng)域,也有待于研究方法上的突破,以鑒定效應(yīng)蛋白的具體功能及某些效應(yīng)基因家族的功能冗余性和多樣性特點(diǎn)。此外,真菌效應(yīng)蛋白除了作用于植物外,也可用于對抗其他微生物。這些對于研究真菌病原菌與作物的相互作用具有重要意義,并為未來作物抗病改良和病害防控策略提供理論依據(jù)。

      [HS2*2/3]參考文獻(xiàn):

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