稻瘟病菌MoRic8调控营养生长、形态分化和致病性的分子机理研究

在先前的研究中，鉴定了一个新的稻瘟病菌致病相关基因MoRIC8（MGG_14008.6），并证明了MoRic8是G蛋白信号途径的一个新组分，但对MoRic8调控稻瘟病菌形态分化和致病性的分子机理尚有待进一步明确。为此，本项目主要拟开展以下研究工作： 1）MoRIC8基因过表达，分析过表达菌株的表型；2）在△moric8突变体的背景下进行点突变，获得显性激活MAGB或MST7等位基因的突变体，分析点突变对△moric8突变体表型的恢复情况；3）在△moric8突变体的背景下，敲除负调控的RGS1基因，分析△moric8△rgs1的表型恢复情况；4）分析△moric8突变体的G蛋白α亚基在细胞中的定位； 5）采用酵母双杂交筛选与MoRic8互作的蛋白。研究结果将阐明MoRic8调控稻瘟病菌营养生长、附着胞形成和致病性的分子机理，意义重大。

Ric8/Ric8A是一类不依赖于GPCR的Ga亚基鸟苷酸交换因子（GEF），在动物非对称细胞分裂和突触囊泡释放中起重要作用。在稻瘟病菌中，我们用插入突变的方法鉴定并获得一个稻瘟病菌致病缺陷突变体及其标记基因－MoRIC8，MoRIC8其编码的蛋白序列与动物Ric8/Ric8A有较高的同源性。稻瘟病菌MoRIC8基因敲除突变体（Q-3和Q-10）菌丝生长速度减慢，菌落的着色较浅，分生孢子产生量明显下降，仅为野生菌株的1/10，几乎不产生有性孢子，在疏水表面不能形成附着胞，也丧失了对洋葱内表皮的穿透能力，对感病大麦和水稻均丧失没有致病性。采用MoRIC8基因C端GFP标记策略和共聚焦荧光显微镜观察，发现MoRic8-GFP均匀分布于菌丝体和分生孢子的原生质体中，并在附着胞形成过程中高水平表达。有趣的是，外加cAMP能使moric8突变体附着胞形成能力得到部分恢复。酵母双杂交实验显示MoRic8与MagB存在相互作用。但MoRIC8在TrpC启动子驱动下过表达，或在moric8突变体背景下MagB的组成型激活点突变（G42R）致使GTPase活性丧失，均对稻瘟病菌的表型没有显著影响。此外，实验还进一步研究了G蛋白Mgg1亚基的功能及细胞定位，并对稻瘟病菌的转录调控因子MoSom1和MoCdtf1，及亚甲基四氢叶酸还原酶Met13的功能进行了分析。研究结果表明，MoRic8与MagB互作在调节稻瘟病菌营养生长、附着胞形成和致病性等过程中起重要作用。