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稻瘟病菌Rho族同源蛋白RAC1功能分析及相关信号途径初探

陈继圣  
【摘要】: Racl是Rho族蛋白(也称为Rho GTP酶)主要成员之一。Rho GTP酶在真菌的生长发育过程中发挥着关键的作用,几乎所有Rho GTP酶都被证实参与调控细胞极性生长,在丝状真菌中其还参与调控侵染致病过程。稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)是研究丝状真菌的重要模式生物。该菌的侵染循环涉及复杂的细胞分化过程,以应对宿主的防卫机制。我们推测Rho GTP酶在这一过程中起到调控作用,因此开始在全基因组水平对真菌中的Rho GTP酶进行功能分析。本研究中,我们明确了稻瘟病菌中Racl同源物MgRacl的生物学功能。首先通过同源重组的方法构建了MgRacl的基因敲除突变体。观察发现,敲除突变体产孢量明显下降,畸形的分生孢子无法分化附着胞,而且突变体的菌丝生长略微受抑,菌丝末端的分枝更普遍。观察还发现,该突变体完全丧失了致病性。同时,MgRacl的组成型激活表达也导致了该菌产孢量的降低,而且存在明显的侵染生长方面的缺陷。此外,通过RT-PCR分析了MgRacl与其它Rho族蛋白可能的互作表达特点,这将有助于解析稻瘟病菌Rho GTPases的蛋白网络。利用酵母双杂交实验,我们发现Racl可以和稻瘟病菌中PAK激酶成员Chml互作,而且PBD结构域敲除的Chml完全恢复了mgracl敲除突变体的产孢能力,但这些分生孢子无法正常分化附着胞,并丧失了致病性。这些结果表明小G蛋白MgRacl通过与其下游的Chml互作,进而调控真菌的分生孢子发育,同时其分子开关的动态平衡对真菌的致病性是必不可少的。


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