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核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)是一种死体营养型植物病原真菌,在世界范围内引起多种植物病害,给作物造成了严重的产量损失并引起作物品质下降。研究核盘菌的分子致病机制不仅可以为菌核病的防治提供潜在的药物设计靶标,并可为抗菌核病的作物分子育种提供参考依据。Cerato-platanin(CP)蛋白是一类由真菌分泌的植物毒素蛋白,广泛存在于丝状真菌中。本研究从核盘菌中克隆和鉴定了一个编码CP蛋白的基因Ss1G10096(Sclerotinia sclerotiorum Cerato-platanin protein 1,Sscp1)。Sscp1基因全长969 bp,只有一个外显子,其中5′非翻译区359 bp,3′非翻译区196 bp,编码区414 bp。推定的SsCP1蛋白有137个氨基酸残基,其中前18个氨基酸为信号肽序列,SsCP1蛋白的理论分子量12.1 kDa,等电点(p I)4.61。SsCP1蛋白的疏水氨基酸残基含量高达39%,亲水平均系数性(Grand Average of Hydropathy,GRAVY)为0.029,表明SsCP1蛋白是一个可溶性蛋白。SsCP1蛋白与其他真菌的CPs十分保守,在其序列中含有3个保守的基序。Sscp1基因在核盘菌侵染拟南芥叶片12 h时上调表达12倍,在随后的侵染过程中表达量一直处于较高水平,我们推测其参与了核盘菌的致病过程。Sscp1基因敲除突变体ΔSscp1及Sscp1互补菌株与野生型菌株相比,在菌丝生长、菌落形态、菌核形成及产草酸能力等方面不存在显著差异。ΔSscp1突变体在拟南芥和番茄叶片上的致病力显著下降,互补转化子致病力恢复正常,结果证实了Sscp1基因在核盘菌致病过程中发挥重要作用。为了深入研究SsCP1参与核盘菌致病过程的分子机理,本研究构建了一系列用于植物表达的标签蛋白载体、亚细胞定位载体以及基于TRV的病毒表达载体。利用TRV病毒表达载体在本氏烟中表达SsCP1,可引起寄主植物叶片产生坏死症状,并且表达含信号肽的全长蛋白引起坏死的能力更强。利用农杆菌介导的浸花法转化拟南芥生态型Col-0,获得了表达Sscp1基因的35s:Sscp1转基因植株,转基因植株与Col-0在生长与发育方面不存在差异。35s:Sscp1转基因植株内源水杨酸含量升高,与水杨酸合成相关的异分支酸合成酶ICS1表达量上升;水杨酸信号途径的标记基因PR1、PR2和PR5等基因表达量显著上调;基础抗性的核心基因BIK1和RBHOD表达量同样上调。35s:Sscp1转基因植株对核盘菌野生型菌株的感病能力与Col-0相当,但对ΔSscp1突变体显得更为感病。同时,35s:Sscp1转基因植株增强了对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、油菜黑斑病菌(Alternaria brassicicola)和高氏白粉病菌(Alternaria brassicicola)等死体营养型和活体营养型病原菌的抗性。通过免疫沉淀技术和蛋白质LC-MS/MS技术,筛选获得了与SsCP1蛋白互作的候选植物蛋白。通过酵母双杂交、免疫共沉淀和双分子荧光互补等技术验证了SsCP1与At PR1互作;截短蛋白的互作试验表明,位于SsCP1蛋白的motif 1和motif 2之间的序列是SsCP1蛋白与At PR1蛋白互作的必须区域;亚细胞定位表明SsCP1蛋白与At PR1蛋白共定位于植物细胞的质外体空间。At PR1基因过量表达的35S:PR1转基因植株叶片抑制了核盘菌的扩展,说明At PR1过表达提高了寄主植物的抗病性。论文研究结果表明SsCP1蛋白与核盘菌致病力密切相关,SsCP1蛋白一方面会诱导寄主植物产生PTI反应,是一个PAMP;另一方面,SsCP1可与寄主植物PR1蛋白结合,抑制寄主植物对核盘菌的抗性从而有利于核盘菌的侵染,是一个效应分子。