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柑橘是世界上最大宗水果,其在生产过程中会受到多种病原菌的为害,导致产量下降和品质劣变,造成巨大的经济损失。由柑橘褐斑病菌(the tangerine pathotype of Alternaria alternata)引起的柑橘褐斑病是柑橘上危害最重的真菌性病害之一,其为害引起落叶、枯梢和落果,带病果实鲜销困难,对柑橘产业影响较大。目前对柑橘褐斑病的防治主要依靠化学防治,但在病害爆发的年份,常因药剂针对性不强和施药不及时导致防治效果不佳。深入研究柑橘褐斑病菌的生物学特性和致病分子机制可以为病害防治措施的制定、针对性药物靶标的挖掘和防治新技术的开发提供理论基础。Stu A是真菌特有的APSES转录因子家族中的一员,虽然其生物学功能在多种真菌中均有过报道,但在链格孢属(Alternaria spp.)真菌中暂未开展,而且对其调控机制的研究尚不深入。本研究利用分子生物学、植物病理学及生物信息学等技术,系统研究了柑橘褐斑病菌AaStuA的生物学功能及其调控致病性的分子机制,取得如下结果:在柑橘褐斑病菌中鉴定出Stu A的同源蛋白AaStuA,AaStuA的缺失导致柑橘褐斑病菌在生长、产孢、ACT毒素合成及致病性方面存在严重缺陷。AaStuA含有5个预测的PKA磷酸化位点,其中T110位点对病原菌的生长、产孢和AaStuA的亚细胞定位至关重要,但不影响ACT毒素的生物合成。c AMP/PKA信号途径下游的转录因子Aa Som1可以和AaStuA在细胞核内互作,缺失Aa Som1导致柑橘褐斑病菌的ACT毒素合成及致病性丧失,ΔAa Som1中AaStuA的表达量明显下调,ΔAa Som1-AaStuA与ΔAa Som1表型类似,推测Aa Som1位于AaStuA的上游,并调控其表达。此外,研究发现柑橘褐斑病菌中p H依赖性转录因子编码基因Aa Pac C存在多个拷贝,其沉默突变体Aa Pac C-s-3中毒素合成相关基因表达明显下调,ACT毒素合成减少,致病力也大幅减弱。蛋白互作实验研究发现AaStuA和Aa Pac C在细胞核内互作,且AaStuA可以调节毒素诱导时期Aa Pac C的转录表达。EMSA实验研究表明Aa Pac C可直接与烯酰辅酶A水解酶编码基因ACTT6及锌指转录因子编码基因ACTTR的启动子区结合,调控其转录表达。这些结果揭示了Aa Som1→AaStuA→Aa Pac C→ACTT的ACT毒素合成调控途径。缺失AaStuA导致柑橘褐斑病菌对氧化剂的敏感性增强,ROS解毒能力下降。AaStuA可以通过影响过氧化物酶体形成相关基因的表达影响过氧化物酶体的结构完整性,但是不影响含有过氧化物酶体靶向信号肽的蛋白质的亚细胞定位。此外,酵母双杂交实验表明AaStuA可以和过氧化物酶体调控转录因子Aa Msn2互作。综合以上结果,认为AaStuA通过与Aa Msn2互作影响过氧化酶体的生成进而影响病原菌对氧化胁迫的敏感性和对ROS的解毒能力。AaStuA缺失后柑橘褐斑病菌激活细胞自噬,丧失ACT毒素合成能力。为了进一步探究细胞自噬与ACT毒素合成之间的关系,我们对柑橘褐斑病菌的19个自噬相关基因进行了敲除,功能研究发现12个Aa ATG基因参与柑橘褐斑病菌的致病性,但只有5个Aa ATG基因参与ACT毒素的生物合成。细胞自噬和ACT生物合成的关系有待深入研究。RNA-seq比较ΔAaStuA和野生型Z7菌株的转录本,发现AaStuA参与核糖体合成、氨基酸合成分解、淀粉糖类代谢、氮代谢、次生代谢物合成、抗氧化途径等途径相关基因的转录调控。综上所述,本研究首次阐明了柑橘褐斑病菌Stu A的功能,揭示了Som1→Stu A→Pac C→ACTT的ACT毒素合成信号途径;同时发现Stu A通过与转录因子Msn2互作调控过氧化物酶体形成相关基因的转录表达,影响过氧化物酶体的结构完整性进而影响柑橘褐斑病菌的抗氧化能力。这些工作对进一步探究柑橘褐斑病菌的致病机制,开发病害防治新技术奠定新的理论基础。