转录因子SsFZC1调控核盘菌致病力的研究

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核盘菌是一种世界性分布的重要植物病原真菌,由其侵染导致的油菜菌核病,给油菜生产上带来重大损失。核盘菌具有复杂的致病因子(细胞壁降解酶、草酸和效应因子),然而转录因子调控核盘菌的生长发育与致病研究目前相对较少,有待进一步挖掘。本研究从核盘菌中克隆到Ssfzc1基因(SS1G_07003),该基因在核盘菌侵染油菜时表达上调,推测其可能参与了核盘菌的致病过程。对SsFZC1保守结构域分析,其N端具有一个Zn(II)2Cys6锌指结构域,是一个真菌特有的C6型锌指蛋白转录因子。Ssfzc1基因全长3125 bp,具有5个外显子,其中5’UTR长455 bp,3’UTR长743 bp,编码区CDS全长1927 bp。利用PEG介导的原生质体转化与农杆菌介导转化核盘菌的方法,分别构建了Ssfzc1基因的敲除突变体与回补突变体。通过菌丝尖端继代培养以及PCR与RT-PCR验证,最终获得了纯合突变体菌株。与野生型菌株相比,Ssfzc1敲除突变体的菌丝生长速率下降,表明SsFZC1可能参与调控核盘菌的营养生长;ΔSsfzc1菌株在菌核形成数量上与WT相比无明显差别,但菌核总干重下降40%-50%,推测SsFZC1可能参与核盘菌菌核的发育与成熟;转录因子SsFZC1不影响核盘菌高盐高渗敏感性,但与核盘菌应对氧化胁迫密切相关;ΔSsfzc1菌株仍能成功侵染寄主(油菜、烟草、番茄和辣椒),但其致病力显著下降,而在有伤口的植物叶片上致病力有所恢复到野生型水平;此外,ΔSsfzc1菌株侵染垫形成时间推迟、单位面积侵染垫形成数量减少,表明SsFZC1可能通过调控侵染垫形成和发育,参与核盘菌的致病过程。另一方面,SsFZC1参与调控分泌蛋白SsCP1、SsSVP2、SsIEB1和SsV263的表达,转录组测序进一步分析筛选到39个可能受到SsFZC1调控的候选效应蛋白和编码细胞壁降解酶的基因,推测SsFZC1调控细胞壁降解酶与分泌蛋白相关基因表达,参与核盘菌的致病过程。利用基于烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)系统的寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing,HIGS)技术,靶向沉默Ssfzc1降低了核盘菌的致病力,表明体外沉默Ssfzc1可用于菌核病的防治。综上所述,本研究初步解析了核盘菌转录因子SsFZC1参与调控营养生长、菌核发育、侵染垫形成以及致病性等过程,为进一步明确核盘菌致病的分子机制奠定基础,同时也为筛选靶向性药物及菌核病抗性种质资源的创制提供了理论依据。
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