大豆疫霉RxLR效应分子Avh94互作蛋白的筛选及功能研究开题报告

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）

卵菌是一类包括疫霉、水霉、绵霉、腐霉、霜霉和白锈等多种动植物病原物在内的，类似真菌菌丝生长的真核微生物(ErwinandRibeiro,1996)。其中的疫霉属(Phytophthora)是一类重要的植物病原菌，该属的70多种中绝大多数可以侵染双子叶植物，对于农业生产和生态环境具有毁灭性破坏作用(Tyler,2002)。其中大豆疫霉(P.sojae)侵染大豆引起的疫霉根腐病是大豆生产上的一种毁灭性病害，全球每年直接导致的经济损失高达十几亿美元(Tyler,2007)。

大豆疫霉在侵染大豆的过程中存在着复杂的分子机制来操纵植物的细胞死亡。侵染早期，大豆疫霉分泌蛋白如elicitor，CBEL和INF1等都属于PAMP(PathogenicityAssociatedMolecularPattern)，这些蛋白在帮助卵菌侵入植物的同时也被植物受体识别，引发了包括纤维素细胞壁沉积和活性氧物质积累在内的植物免疫反应PTI(PAMPtriggeredimmunity)（Jones,J.Dangl,J.L.,2006)。在植物与卵菌的长期协同进化过程中，卵菌为顺利侵染必须破坏寄主植物的防卫反应系统，而植物为了生存则必须抵抗卵菌对其防卫系统的破坏。在这种长期的相互斗争过程中，卵菌分泌一种可以改变寄主植物细胞的结构和代谢途径，从而促进对寄主植物成功侵染的外泌型蛋白分子----效应分子（Kamoun，2006）。这种效应分子被输送寄主细胞的不同部位来破坏或延缓寄主的防卫反应，从而营造一个适于自身侵入和繁殖的小生境（Birchetal.,2006;Kamoun,2006;Vleeshouwersetal.,2008).但是植物通过大量具有NB-LRR结构的受体识别这些效应因子，一旦识别就产生强烈的过敏性坏死反应(HR)等植物免疫反应ETI(effectortriggeredimmunity)，从而抑制病原的进一步扩展。

通过生物信息学分析，在P.sojae,Pramorum和P.infestans等已经测序的卵菌基因组中广泛分布着大量的编码N端含有信号肽和保守的RxLR-dEER结构域，长度通常为100-300个氨基酸的效应分子候选基因（Tyleretal.,2006;Winetal.,2007;Jiangetal.,2008)。已经实验室通过农杆菌介导的PVX病毒表达系统在烟草中表达Avh94发现，Avh94能够抑制由老鼠细胞凋亡前体蛋白Bax、致病疫霉PAMP蛋白INF1引起的细胞坏死，以及Avh238、Avh241等效应分子引起的坏死反应。此外，在烟草中过表达Avh94后，辣椒疫霉对烟草的侵染能力提高，且在大豆疫霉中瞬时沉默Avh94后，大豆疫霉的致病性下降。由此，我们认为Avh94在促进疫霉菌侵染的过程中发挥了一定的作用。但是Avh94在侵染的过程中与哪些蛋白互作以及调控大豆疫霉侵染的机制我们尚不清楚。本课题利用酵母双杂的方法筛选Avh94的互作蛋白并进一步对Avh94的功能进行探究。

参考文献：

1.Erwin,B.D.C.,andRibeiro,O.K.1996.PhytophthoraDiseasesWorldwide.St.Paul,MinnesotaAPS

2.Jones,J.D.,andDangl,J.L.(2006).Theplantimmunesystem.Nature444,323-329.

2.Tyler,B.M.(2002).MolecularbasisofrecognitionbetweenPhytophthorapathogensand

theirhosts.AnnualreviewofPhytopathology40,137-167.

3.Tyler,B.M.2007.Phytophthorasojae:rootrotpathogenofsoybeanandmodeloomycete.MolPlant

Pathol8:1-8.

4.Jones,J.D.,andDangl,J.L.2006.Theplantimmunesystem.Nature444:323-329.

5.Kamoun,S.,(2006).Acatalogueoftheeffectorsecretomeofplantpathogenic

oomycetes.Annualreviewofphytopathology44,41-60.

6.Birch,P.R.,Rehmany,A.P.,Pritchard,L.,Kamoun,S,.andBeynon,J.L.(2006).Trafficking

Arms:ooomyceteeffectorsenterhostplantcells.Trendsinmicrobiology14,8-11.

7.Vleeshouwers,V.G.,Rietman,H.,Krenek,P.,Champouret,N.,Young,C.,Oh,S.K.,Wang,M.,

Bouwmeester,K.,Vosman,B.,Visser,R.G.,Jacobsen,E.,Govers,F.,Kamoun,S.,andVan

derVossen,E.A.(2008).Effectorgenomicsacceleratesdiscoveryandfunctionalproliling

ofpotatodiseaseresistanceandphytophthorainfestansavirulencegenes.PLoSONE3，

e2875.

8.Tyler,B.M.,Tripathy,S.,Zhang,X.,Dehal,P.,Jiang,R.H.,Aerts,A.,Arredondo,F.D.,Baxter,L.,

Bensasson,D.,Beynon,J.L.,Chapman,J.,Damasceno,C.M.,Dorrance,A.E.,Dou,D.,

Dickerman,A.W.,Dubchak,I.L.,Garbelotto,M.,Gijzen,M.,Gordon.S.G.,Govers,F.,

Grunwald,N.J.,Huang,W.,Ivors,K.L.,Jones,R.W.,Kamoun,S.,Krampis,K.,

Lamour,K.H.,Lee,M.K.,McDonld,W.H.,Medina,M.,Meijer,H.J.,Nordberg,E.K.,

Maclean,D.J.,Ospina-Giraldo,M.D.,Morris,P.F.,Phuntumart,V.,Putnam,N.H.,Rash,

S.Rose,J.K.,Sakihama,Y.,Salamov,A.A.,Savidor,A.,Sheuring,C.F.,Smith,B.M.,Sobral,

B.W.,Terry,A.,Torto-Alalibo,T.A.,Win,J.,Xu,Z.,Zhang,H.,Grigoriev,I.V.,Rokhsar,D.S.,and

Boore,J.L.(2006).Phytophthoragenomesequencesuncoverevolutionaryorigionsand

mechanismsofpathogenesis.Science313,1261-1266.

9.Win,J.,Morgan,W.,Bos,J.,Krasileva,K.v.,Cano,L.M.,Chaparro-Garcia,A.,Ammar,R

Staskaqicz,B.J.,andKamoun,S.(2007).AdaptiveevolutionhastargetedtheC-terminal

DomainoftheRXLReffectorsofplantpathogenicoomycetes.PlantCell19,2349-2369

10.Jiang,R.H.,Tyler,B.M.,andGovers,F.(2006).ComparativeanalysisofPhytophthora

genesencodingSecretedproteinsrevealsconservedsyntenyandlineage-specificgene

duplicationsanddeletions.MolPlantMicrobeInteract19,1311-1321.

11.唐君丽.大豆疫霉RxLR效应分子Avh94功能研究