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微生物所在大麗輪枝菌侵染過程研究中取得進(jìn)展

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微生物所在大麗輪枝菌侵染過程研究中取得進(jìn)展

摘要: 　　大麗輪枝菌是一種土傳病原真菌，通過形成附著枝感染植物根部，在世界范圍內(nèi)引起嚴(yán)重的黃萎病害，對我國棉花生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟損失。和其他病原微生物一樣，大麗輪枝菌的重要致病策略之一是分泌效應(yīng)蛋白到植物細(xì) ...

　　大麗輪枝菌是一種土傳病原真菌，通過形成附著枝感染植物根部，在世界范圍內(nèi)引起嚴(yán)重的黃萎病害，對我國棉花生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟損失。和其他病原微生物一樣，大麗輪枝菌的重要致病策略之一是分泌效應(yīng)蛋白到植物細(xì)胞，干擾植物免疫反應(yīng)；但其分泌結(jié)構(gòu)和分泌轉(zhuǎn)運機制亟待探究。
　　中國科學(xué)院微生物學(xué)習(xí)所學(xué)習(xí)員郭惠珊課題組在前期發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌侵染結(jié)構(gòu)附著枝的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展了大麗輪枝菌侵染過程中分泌蛋白傳遞途徑的學(xué)習(xí)。課題組發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌通過反復(fù)形成附著枝和穿透釘以刺穿植物根細(xì)胞壁，當(dāng)形成入侵菌絲后，穿透釘衍化成菌絲頸環(huán)（圖A），并與寄主形成緊密互作的穿透界面。課題組通過細(xì)胞生物學(xué)學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌細(xì)胞骨架組分Septin5和F-actin以成環(huán)的形式（Septin環(huán)）定位于菌絲頸環(huán)，分泌蛋白在此處大量分泌至Septin環(huán)之外（圖B）；分泌蛋白在穿透界面的有效分泌依賴于Septin5在菌絲頸環(huán)的有序組織。進(jìn)一步實驗表明囊泡轉(zhuǎn)運因子VdSec22、VdSyn8和胞吐體亞基VdExo70參與分泌蛋白的傳遞和轉(zhuǎn)運，其缺失均導(dǎo)致分泌蛋白滯留在附著枝及菌絲頸環(huán)之內(nèi)；VdSep5，VdSec22，VdSyn8及VdExo70基因的敲除突變體會顯著地降低大麗輪枝菌在棉花上的致病性。
　　該項學(xué)習(xí)首次闡明了大麗輪枝菌依賴Septin5的分泌蛋白轉(zhuǎn)運機制，即Septin5骨架蛋白在菌絲頸環(huán)組裝并形成了真菌-寄主的穿透界面，可以高效分泌效應(yīng)蛋白；該學(xué)習(xí)揭示了大麗輪枝菌的附著枝既是侵染結(jié)構(gòu)又是獨特的分泌結(jié)構(gòu)，是大麗輪枝菌成功侵染植物的關(guān)鍵信號中樞。
　　該項學(xué)習(xí)成果發(fā)表在國際期刊PLoS Pathogens上。博士學(xué)習(xí)生周婷婷為論文的第一作者，郭惠珊為通訊作者。學(xué)習(xí)得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)（B類）項目和農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因重大專項的資助。
　　文章鏈接

　　圖A：大麗輪枝菌附著枝（HP）、菌絲頸部（HN）和入侵菌絲（IH）電鏡圖。圖B：分泌蛋白VdSCPs-GFP（綠色熒光）定位于Septin5骨架蛋白（紅色熒光）組成的菌絲頸環(huán)外圍。圖C：多種蛋白參與分泌蛋白轉(zhuǎn)運到穿透界面的示意圖。微生物所在大麗輪枝菌侵染過程研究中取得進(jìn)展  |  責(zé)任編輯：蟲子
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