南京林业大学学报(自然科学版)

作者：高馨梅,邵晨曦,梁英梅,劳文浩

单位：<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>1</sup> 北京林业大学林学院, 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室, 北京 100083,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>2</sup> 北京林业大学博物馆, 北京 100083,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>3</sup> 内蒙古通辽市生态环境局技术服务中心, 内蒙古 通辽 028001

关键词：山田胶锈菌,非典型效应蛋白,激发子,信号肽,植物免疫

基金：国家自然科学基金项目(32371885)

【目的】明确山田胶锈菌(Gymnosporangium yamadae)吸器中效应蛋白GyHGSRE1的基础生物学功能,为进一步揭示山田胶锈菌效应蛋白作用的分子机制,制定持久的锈病防控策略奠定基础。【方法】基于前期获得的山田胶锈菌吸器转录组数据筛选具有高表达丰度的效应蛋白;通过MEME(http://meme-suite.org/)、AI(https://drug.ai.tencent.com)等在线网站预测GyHGSRE1的蛋白质结构;利用荧光定量PCR检测GyHGSRE1基因在山田胶锈菌侵染过程中的表达水平,以酵母菌分泌系统验证GyHGSRE1信号肽的分泌功能,并通过农杆菌介导的瞬时表达技术分析GyHGSRE1在本氏烟(Nicotiana benthamiana)和苹果(Malus domestica)叶片中的功能。【结果】在山田胶锈菌吸器转录组数据中获得了FPKM(fragments per Kb per million mapped reads)值为117.92、富含甘氨酸和丝氨酸的小分子分泌蛋白GyHGSRE1。其N端具有1个富含丝氨酸motif的信号肽。qRT-PCR显示GyHGSRE1基因在山田胶锈菌的吸器形成阶段以及性、锈孢子形成及发育阶段均上调表达,并定位于本氏烟叶片细胞的细胞质和细胞核,能够诱导细胞坏死并激发基础免疫防御反应,但含有信号肽的全长效应蛋白GyHGSRE1能够诱导苹果叶片细胞坏死,去除信号肽后诱导细胞坏死的能力减弱。【结论】富含甘氨酸和丝氨酸的非典型效应蛋白GyHGSRE1定位于植物细胞的细胞质和细胞核,能够诱导本氏烟及苹果叶片细胞坏死,因此可能具有广谱性的激发子活性。GyHGSRE1在山田胶锈菌侵染苹果叶片的定殖和孢子发育阶段显著表达从而发挥功能,其信号肽可能决定着对寄主特异性识别的相关功能。

来源：2025年第5期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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