Retromer介导的蛋白转运机制及其在稻瘟病菌与水稻互作中的作用研究

The investigation on the pathogenesis of Magnaporthe oryzae as well as the mechanisms behind M. oryze-rice interaction are of great significance in preventing rice blast disease. Retromer complex is one of important transport proteins that are involved in cellular retrograde trafficking. Our research group provided the first clear linkage between the retromer-mediated retrograde transport and autophagy-dependent plant infection. However, the clear mechanism underlying this regulation still awaits further exploration. In this project, we will: (1) uncover the trafficking mechanism of MoAtg8 by retromer complex from the autophagy angle; (2) illuminate retromer-recognized new cargo and establish how the mechanism of pathogenesis regulation is achieved from retromer-associated proteins angle; and (3) clarify on the role of this protein complex in effectors secretion and transportation from M. oryzae-rice interaction angle. Not only can the results of this project uncover the retromer-mediated cargo selection and transport involved in M. oryzae-Rice interaction but also lay a solid foundation for effective control of rice blast disease.

研究稻瘟病菌的致病机理及其与水稻的互作机制，对于稻瘟病的绿色防控有重要的意义。Retromer复合体是细胞内逆向分拣转运途径的重要成员，我们课题组证明了稻瘟病菌中retromer复合体可参与细胞自噬过程进而调控附着胞介导的侵染致病，但具体机制还未完全解析。在本项目中，我们将在已有的研究结果基础上：（1）从细胞自噬角度，阐明retromer复合体介导MoAtg8转运的机制；（2）从关联蛋白鉴定及功能分析角度，阐明retromer复合体介导新cargo蛋白调控稻瘟病菌致病作用及其逆向转运机制；（3）从稻瘟病菌和水稻互作角度，明确retromer复合体介导效应子的分泌和转运功能。这些研究结果不仅能够进一步揭示retromer复合体介导的蛋白转运机制及其在稻瘟病菌与水稻互作中的作用，也能够为制定稻瘟病的有效防控措施奠定基础。

稻瘟病堪称水稻癌症，是水稻生产上最重要的病害之一，深入研究稻瘟病菌的致病机理及其与水稻的互作机制，对于稻瘟病的绿色防控有重要的意义。课题组前期研究发现：retromer复合体通过调控附着胞介导的侵入进而参与致病过程。本研究中，我们发现：1）retromer的招募依赖于MoYpt7，其进一步的转运依赖于MoVps17，稻瘟病菌通过这两个蛋白维持胞内retromer招募和转运的平衡，最终调控病原真菌的产孢和侵染致病功能；2）鉴定出10个以上与retromer互作的新蛋白，证实了新cargo蛋白（如Spm1）是稻瘟病菌侵染致病过程中的关键蛋白，并阐明了二者协同调控细胞自噬的新机制；3）发现了稻瘟病菌效应子的有效分泌依赖于一条由MoRab7-retromer-SNARE级联调控的非经典分泌路径，该路径不同于典型性分泌路径（内质网-高尔基体），是一条全新的效应蛋白分泌路径（病原菌液泡膜-病原菌和寄主互作界面），阻断该路径影响了病原菌在水稻细胞内的定殖和扩展过程。这些研究结果不仅能够进一步揭示retromer复合体介导的蛋白转运机制及其在稻瘟病菌与水稻互作中的作用，也能够为制定稻瘟病的有效防控措施奠定基础。