大豆疫霉一种新型激发子的功能解析与机制探讨

病原菌在侵染寄主植物时会产生效应因子，他们有时具有双重功能：促进病原菌侵染的同时也能激发植物免疫反应；我们通常把具有激发活性的效应因子称为激发子或无毒蛋白。大豆疫霉引起的根腐病是世界范围内大豆生产中一种毁灭性病害，我们利用功能基因组学技术从中鉴定出了一大类，共11个，具有免疫诱导活性的新型激发子。本研究拟首先筛选1～2具有代表性的激发子；然后利用大豆疫霉基因过量表达和沉默技术，研究筛选的激发子对病原菌致病性与致病范围的影响；接着，结合烟草基因顺式表达和拟南芥基因转化实验，揭示激发子对植物免疫反应的影响与分子机制；最后将利用酵母双杂交来鉴定激发子在模式生物拟南芥中的结合蛋白，分析其在植物抗病信号转导中的功能。本研究将明确这些新型激发子在疫霉和寄主中的生理生化功能及其可能的分子机制，这对解释疫霉与寄主互作的分子基础及疫病成灾的机制具有重要的理论和实践意义。

我们利用大豆疫霉为模式材料，以病原菌分泌的效应因子为切入点，围绕其功能与分子机制等方面开展研究，旨在阐述相关病原菌的致病成灾规律，克隆具有应用于抗病基因工程潜力的激发子基因。经过三年的实施，主要形成了以下几个方面的成果：.1）在激发子筛选方面，我们从大豆疫霉CRN类效应因子入手，筛选到了2个具有植物免疫激发活性的效应因子CRN63和CRN115，它们在调控植物细胞死亡方面具有相反的活性。并且证明这两个效应因子对于病原菌的致病性具有重要作用，疫霉菌编码上千个效应因子，我们的结果首次证明了在众多的效应因子中有关键的致病因子;.2）在效应因子进化方面，我们系统分析了大豆疫霉编码的202个CRN类效应因子的进化规律，发现基因组重组和复制是该组基因在其数量扩张的主要机制，重要的是我们还发现新出现的效应因子表现出了不同的功能，初步揭示了效应因子进化与病原菌寄主专一性的关系；.3）在效应因子转运方面，我们研究表明病原菌在侵染的过程中会分泌大量的三磷酰肌醇，通过与效应因子的结合促进其转运，因此该分子是一类重要的致病因子，通过植物转基因方法饱和该分子能显著提高植物的抗病性，说明我们初步获得了一种抗病基因工程策略。.4）另外，我们还克隆了一个大豆疫霉无毒基因Avr1k，初步明确了大豆主效抗病基因Rps1k是通过识别两个无毒基因来介导抗性的机制。.本项目已经发表SCI论文3篇，其中包括Plant Physiology（影响因子为6.6）和Cell Host&Microbe(综述，影响因子为13.5)杂志上发表；另外有两篇文章分别在MPMI和Plant Journal上在审，还有一篇文章在整理发表中。