稻瘟病菌中一个假定GEF MoDock1及其支架蛋白MoElmo1的功能分析

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稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)是引起水稻稻瘟病的病原菌,也是研究寄主与病原互作的主要模式生物。稻瘟病菌通过产生分生孢子粘着在水稻表面,在适宜条件下萌发产生附着胞进而侵染植物,这一过程涉及复杂的信号传导。Dock180/Elmo是一类在哺乳动物中新发现的鸟苷酸交换因子(GEF),调控着Rac GTPases的活性,在细胞的迁移、吞噬、肌原细胞的融合以及神经元的极化过程中起着重要作用。为了明确Dock180/Elmo在植物病原真菌致病过程中的作用,通过生物信息学方法在稻瘟病菌中鉴定到两个Dock180/Elmo同源蛋白MoDock1和MoElmo1,基因敲除和功能分析表明:MoDOCK1和MoELMO1的缺失严重影响了稻瘟病菌分生孢子的粘着,同时芽管形态异常,附着胞形成延缓,且形成率降低;同时,突变体Modock1和Moelmo1分生孢子萌发后芽管内部形成隔膜,而野生型菌株只在芽管和附着胞交界处形成隔膜,推测MoDock1和MoElmo1可能和附着胞发育阶段的隔膜分化相关;另外,加入外源cAMP和IBMX可以恢复突变体附着胞形成的缺陷,说明MoDock1、MoElmo1可能参与稻瘟病菌cAMP信号途径的调控;水稻喷雾接种实验表明,MoDock1、MoElmo1的缺失导致稻瘟病菌的致病性下降,病斑数减少;洋葱表皮侵染实验发现,Modock1、Moelmo1突变体的部分附着胞不能侵染洋葱细胞。另外,观察发现MoDock1和MoElmo1的缺失不影响稻瘟病菌的营养生长、孢子形成、细胞壁完整性以及有性生殖等。结果表明,MoDock1和MoElmo1调控稻瘟病菌的分生孢子粘着、隔膜形成、附着胞分化以及致病性等。
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