性激素α2调控的疫霉菌有性生殖细胞信号转导通路的初步研究

Phytophthora is a genus of highly destructive plant pathogens, whose sexual reproduction plays an important role in evolution and continuation of the species. Recently, hormone α1 and α2 regulating the sexual reproduction of Phytophthora have been identified. The signal transduction pathway regulated by hormone α1 has been researched by our group with the methods of proteomics and many differentially expressed proteins were found. However, the research on the signal transduction pathway regulated by hormone α2 has not been done up to now. .Therefore, in this study, we are going to do the following work with Phytophthora infestans as the research object: ① determine the members involved in the sexual reproduction regulated by hormone α2 in Phytophthora by studying the dynamic changes of proteome and phosphoproteome in the process of sexual reproduction in Phytophthora by comparative proteomics and phosphoproteomics methods. ② identify the function of the crucial members by CRISPR/Cas9 and RNA interference technology. ③ construct the signal transduction pathway regulated by hormone α2 in sexual reproduction of Phytophthora based on the experimental data and bioinformatics analysis. .Our study will lay a foundation for fully revealing the molecular mechanism of the sexual reproduction in Phytophthora and provide a theoretical basis for the development of new ideas for effective prevention and control of plant diseases caused by Phytophthora pathogens.

疫霉菌是一类毁灭性植物病原菌，其有性生殖对物种演化和延续起着重要作用。近期，调控疫霉菌有性生殖的性激素α1、α2已被鉴定，前期工作已经对α1诱导的有性生殖信号通路进行了蛋白质组学研究，发现了很多差异显著表达蛋白，但性激素α2调控的有性生殖信号转导通路至今尚无涉及。.本研究以致病疫霉为研究对象，① 通过比较蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学等方法，研究疫霉菌性激素α2调控的有性生殖过程中蛋白质组、磷酸化蛋白质组的动态变化，以确定该通路成员。② 通过CRISPR/Cas9技术及RNA干扰技术对通路关键成员的功能进行鉴定。③ 结合实验数据及生物信息学分析，初步建立疫霉菌性激素α2调控的有性生殖细胞信号转导通路。.本研究为全面揭示疫霉菌有性生殖分子机理奠定基础，也为开发新思路对植物疫病进行有效防治提供理论依据。

疫霉菌是一类毁灭性植物病原菌，其有性生殖对物种演化和延续起着重要作用。近期，调控疫霉菌有性生殖的性激素α1、α2被鉴定，性激素α1诱导的有性生殖信号通路的蛋白质组学研究已进行，但性激素α2调控的有性生殖信号转导通路的研究至今尚无涉及。本研究以致病疫霉为研究对象，开展了以下工作：① 致病疫霉有性生殖研究样品制备方法的确立。样品制备是该项目的基础和关键。团队结合遇到的实际情况共分析了11种样品制备方法，最终确定采用在黑麦培养基上加聚碳酸酯膜进行常规对峙培养的方法来收集样品。② 致病疫霉有性生殖的比较蛋白质组学检测。对有性生殖不同阶段的样品进行比较蛋白质组学检测，鉴定到唯—肽段43121条，蛋白质组5234 个。以差异倍数大于 1.5 或小于 0.67、P<0.05 为筛选标准，4个样品共6个比较组筛选到的差异蛋白数分别为1545、1180、1042、1875、1947、956个。③ 致病疫霉有性生殖的磷酸化蛋白质组学检测。对有性生殖不同阶段的样品进行磷酸化蛋白质组学检测，鉴定到磷酸化肽段5697条，蛋白质组2374 个。以差异倍数大于 1.5 或小于 0.67、P<0.05 为筛选标准， 4个样品共6个比较组筛选到的差异蛋白数分别为1028、846、801、1058、1034、976个。④ 显著差异蛋白的筛选及其验证。根据差异倍数、GO、KEGG 分析结果，选择差异倍数高、与性激素处理显著相关及与已知在其他物种中参与有性生殖的蛋白同源的蛋白，比较蛋白质组学数据初步筛选33个蛋白，磷酸化蛋白质组学数据初步筛选49个蛋白，进行PRM验证。之后，将对筛选的关键蛋白通过基因编辑等技术验证其在A1交配型中的功能，结合蛋白质组学数据的生物信息分析结果，初步建立性激素α2调控的有性生殖信号转导通路。由于该项目在前期样品制备方面消耗了较多时间和精力，使该研究进度比原计划慢。但目前研究思路清楚，实验技术确定，会很快赶上进度。本研究将为全面揭示疫霉菌有性生殖分子机理奠定基础，也将为开发新思路对植物疫病进行有效防治提供理论依据。