橡胶树胶孢炭疽菌转录因子CgAzf1调控分生孢子发育及侵染的分子机制

Colletotrichum gloeosporioides is an important pathogen of rubber anthracnose, which is also one of the important biological factors threatening the development of natural rubber industry in our country. Conidium plays an important role in the infection process of C. gloeosporioides, while the research on the molecular mechanisms of conidium development and infection is not deep enough. In the previous study, our research group identified a new transcription factor CgAzf1 form C. gloeosporioides, which was involved in the regulation of conidiation, germination, appressorium formation, melanin production and pathogenicity. On this basis, this project will further clarify the function of CgAzf1 through the analyses of its expression pattern, subcellular localization and over-expressed mutant. The interacting proteins of CgAzf1 will be screened using co-immunoprecipitation and GST pull-down, analysing its signal pathway. The transcript profile in growth, development and infection processes will be analysed to explore its regulatory networks. The directly regulated genes of CgAzf1 will be also determined by chromatin immunoprecipitation sequencing, and their functions will be further studied, revealing the molecular mechanisms of CgAzf1 regulating conidium development and infection. The study will contribute to deeply understanding the molecular pathogenesis of C. gloeosporioides, providing scientific basis for the prevention and control of rubber anthracnose.

胶孢炭疽菌是引起橡胶炭疽病的一种重要病原菌，也是威胁我国天然橡胶产业发展的重要生物因素之一。分生孢子在胶孢炭疽菌侵染过程中起着重要的作用，目前有关其分生孢子发育及侵染的分子机制研究还不够深入。在前期研究中，本研究组从胶孢炭疽菌中鉴定了一个新的转录因子CgAzf1，参与调控分生孢子产生、萌发、附着胞形成、黑色素产生及致病性。本项目拟在前期基础上，对CgAzf1的表达模式、亚细胞定位及过表达菌株进行分析，进一步明确其功能；利用免疫共沉淀及GST pull-down技术筛选CgAzf1的互作蛋白，解析其信号传导途径；通过对生长发育阶段与侵染过程的转录组分析，解析CgAzf1参与的调控网络；进一步利用染色质免疫沉淀-测序技术分析CgAzf1直接调控的基因，并进行功能鉴定，揭示其调控分生孢子发育及侵染的分子机制。研究结果有助于深入解析胶孢炭疽菌致病的分子机理，为橡胶炭疽病的防治提供科学依据。

胶孢炭疽菌是引起橡胶炭疽病的一种重要病原真菌，也是威胁我国天然橡胶产业持续、健康发展的重要生物因素之一。分生孢子作为初侵染源，在胶孢炭疽菌侵染过程中起着重要的作用，目前有关其分生孢子发育及侵染的分子机制研究还不够深入。本研究组从橡胶树胶孢炭疽菌鉴定了一个重要的C2H2型转录因子CgAzf1，功能分析显示其参与调控该病菌黑色素产生，分生孢子发生及萌发，附着胞形成及致病性。CgAzf1在菌丝、分生孢子及附着胞阶段均可表达，具有明显的细胞核定位。利用RNA-Sequence技术对CgAzf1敲除突变体和野生型在生长发育及侵染阶段的转录组进行了分析，结果显示CgAzf1参与调控1000多个基因的表达，同时参与调控胶孢炭疽菌多个生物学过程，特别是细胞信号传导，细胞运输，氨基酸、糖类及脂类代谢等。ChIP-Sequence分析显示，CgAzf1可以结合到216个基因的启动子区，综合分析结合区域，发现CgAzf1在启动子区的结合位点为“NAAMRGMAN”。对部分CgAzf1参与调控的靶基因的功能作进一步分析，包括CgaswA、Cgprx1、CgGCP1、Cgcon7和CsvelB等，发现多个基因与胶孢炭疽菌分生孢子产生、附着胞形成、黑色素产生及致病性密切相关，与CgAzf1存在着功能联系。本研究为深入解析胶孢炭疽菌分生孢子发育及侵染的分子机制奠定了一定基础；此外，鉴于分生孢子在胶孢炭疽菌侵染过程中的重要作用，CgAzf1及相关调控网络中的关键蛋白可以作为潜在的药物靶点，对于新型药剂的开发也具有积极的意义。