大豆疫霉菌新型效应蛋白的转录调控研究

本项目拟开展大豆疫霉菌侵染过程中新型致病因子-RXLR效应蛋白的转录调控研究。申请者首先基于已有的基因芯片数据和大豆疫霉菌全基因组数据，采用生物信息学手段筛选可能调控RXLR效应蛋白的转录因子，进而采用已成熟的RNA干涉技术逐一在大豆疫霉菌中沉默候选基因，找到目标基因。然后利用酵母单杂交、凝胶阻滞电泳等技术对转录因子与转录元件的结合进行确认；对转录因子的细胞定位进行检测；并对转录元件的核心DNA序列和转录因子的保守氨基酸位点进行突变，在分子水平上阐明RXLR蛋白的转录调控过程。最后，利用基因芯片技术检测受转录因子的靶基因，并将之与转录元件在基因组中分布进行分析，在基因组水平上解释转录因子与靶基因之间的调控网络模型；从而阐明大豆疫霉菌侵染过程中这类新型致病因子的转录调控机理。

利用高通量技术筛选到大豆疫霉菌重要的RxLR效应因子及其调控蛋白，明确他们的生物学功能是本项目的研究重点。课题组首先将全基因组基因预测与基因芯片以及全转录组测序两种高通量技术结合，筛选分析了457个RxLR效应蛋白以及292个转录因子的转录模式。其次，课题组明确报道了两个RxLR基因的生物学功能，确定其中一个为无毒基因Avr5，另外一个为无毒基因Avr3b。 特别是利用遗传学和生物化学等技术手段明确了Avr3b编码一个具有Nudix水解酶活性转运蛋白，首次发现疫霉菌通过分泌转运Nudix水解酶促进侵染的这一新型致病机理。最后，本课题组筛选到5个转录因子与RxLR效应因子的转录模式密切相关，通过瞬时和稳定基因沉默确定其中1个Myb转录因子MYB1受到激酶PsSAK1的调节，MYB1的沉默显著降低疫霉菌致病性并干扰RxLR效应因子的转录调控。本研究对在基因组水平上解释转录因子与靶基因之间的调控网络模型，阐明大豆疫霉菌侵染过程中新型致病因子的转录调控机理具有理论意义。