【摘 要】
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致病性卵菌能广泛感染植物、动物及人类,严重威胁农林牧渔生产以及人类健康。致病疫霉(Phytophthora infestans)是最具破坏性的致病性卵菌,由其引发的晚疫病是马铃薯生产中最主要的威胁。目前,对晚疫病的防控主要利用化学农药,长期使用化学农药不仅使其对病原菌的效果降低,还会造成环境污染以及食品安全问题。因此,迫切需要寻找有效、安全及环保的防治方法。雷帕霉素靶标蛋白(TOR)是真核生物中高度保守的蛋白激酶,TOR能响应外部营养、能量和胁迫等信号,调控细胞生长、代谢和蛋白质合成等生命活动。水杨酸(S
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致病性卵菌能广泛感染植物、动物及人类,严重威胁农林牧渔生产以及人类健康。致病疫霉(Phytophthora infestans)是最具破坏性的致病性卵菌,由其引发的晚疫病是马铃薯生产中最主要的威胁。目前,对晚疫病的防控主要利用化学农药,长期使用化学农药不仅使其对病原菌的效果降低,还会造成环境污染以及食品安全问题。因此,迫切需要寻找有效、安全及环保的防治方法。雷帕霉素靶标蛋白(TOR)是真核生物中高度保守的蛋白激酶,TOR能响应外部营养、能量和胁迫等信号,调控细胞生长、代谢和蛋白质合成等生命活动。水杨酸(Salicylic acid,SA)是一种植物内源激素,可通过诱导植物免疫抵抗病原菌。然而,水杨酸对致病疫霉是否有直接抑制作用,目前尚不清楚。
本研究以致病疫霉为实验材料,研究了水杨酸对致病疫霉的抑制效应。首先检测了水杨酸对致病疫霉菌丝生长、产孢能力、孢子萌发和致病力的抑制效果;然后通过转录组及蛋白磷酸化组学分析了其抑菌机制;最后推测水杨酸可能通过靶向作用于TOR信号途径抑制致病疫霉。
本研究得到以下结果:
(1)水杨酸可抑制致病疫霉的菌丝生长、产孢能力、孢子萌发和致病力,并存在剂量依赖效应。水杨酸抑制T30-4菌株菌丝生长、产孢能力、孢子萌发和致病力的半抑制率IC50浓度分别为:500μM、500μM、700μM、300μM;同时,抑制002菌株的上述表型的IC50浓度分别为:300μM、300μM、500μM、100μM。
(2)转录组及蛋白磷酸化组学分析结果表明,SA主要通过下调差异表达基因(DEGs)的表达以及磷酸化水平,调控与RNA转运、核糖体生物合成以及碳代谢相关的生物学功能,从而抑制致病疫霉生长发育。
(3)以TOR抑制剂AZD为阳性对照进行比较分析,双组学分析结果表明,SA下调TOR蛋白激酶下游直接底物S6K及RPS6的磷酸化,进而抑制下游的翻译起始、核糖体生物合成和转录等生物学功能,这与AZD处理组的组学分析结果高度一致。因此,推测水杨酸可通过靶向作用于致病疫霉的TOR信号途径,抑制致病疫霉生理活性达到防治晚疫病的效果。
因此,本研究揭示了水杨酸对致病疫霉的直接毒性效应及其作用靶点,说明水杨酸具有发展为抗卵菌试剂的潜力。
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