菌核病发生进程中宿主凋亡蛋白酶的在体检测及其抗病功能分析

Sclerotium rot is a worldwide plant disease caused by the necrotrophic fungal pathogen Sclerotinia sclerotiorum. It is also one of the serious disease threaten to economic crop species including Brassicaceae, Solanaceae, Leguminosae. In this work, we intend to in vivo detection of the important plant proteases activity in the process of Sclerotinia sclerotiorum invasion via a designed small molecule probe system. And on this basis, the difference for apoptotic protease activation in the Sclerotinia sclerotiorum-infected cells will be identified. Then, combining with some resistance parameters, we will analyze the role of related proteases in plant resistance to Sclerotinia sclerotiorum infection. The project is of great significance to explore whether weaken the Sclerotinia sclerotiorum invasion by manipulating the apoptotic protease activity. The platform developed in this project provide a technical reference for in vivo studying other plant proteases.

菌核病是由腐生真菌核盘菌所导致的一种世界性病害，是对十字花科、茄科、豆科等经济作物威胁较为严重的植物疾病之一。本项目拟设计并构建一个小分子探针系统，在体检测菌核病发生进程中包括液泡加工酶、Caspase-3-like及Metacaspases在内的多种植物重要凋亡蛋白酶的活性。并在此基础上鉴定出所感染细胞凋亡蛋白酶的激活差异。随后，综合多种抗性指标，分析相关蛋白酶在植物抵抗核盘菌入侵过程中发挥的作用。项目的开展对于探索能否通过改变这些凋亡蛋白酶活性来削弱菌核病的发生具有重要意义。本项目所发展的检测方法可为其他植物蛋白酶的在体研究提供新的技术借鉴。

菌核病是由腐生真菌核盘菌所导致的一种世界性病害，是对十字花科、茄科、豆科等经济作物威胁较为严重的植物疾病之一。本项目之初计划探究菌核病发生进程中多种植物重要凋亡蛋白酶的活性。项目实施过程中发现设计的化学探针很难跨过细胞壁，原初设想的检测核盘菌侵染过程中蛋白酶活性实验方案并不可行。项目随后对核盘菌的致病机制研究的主要关注点在叶黄素循环引起的热耗散对其入侵过程的影响。我们发现核盘菌能操作叶黄素循环，抑制植物激素ABA前体的合成，进而抑制宿主气孔关闭，促进其侵染过程。该结果对于探索菌核病的发生机制具有重要意义。此外，项目在实施过程中，筛选得到一株超敏状突变体mtx-1。初步结果显示MTX为一个线粒体外膜转运蛋白，参与能量代谢过程，对花粉发育发挥重要作用。