BBP/SF1剪接因子参与调控稻瘟菌侵染性菌丝扩展的机理研究

Pre-mRNA剪接是真核生物进行基因表达与调控的基本方式，由五个连续组装、且又具独立功能的剪接复合体催化完成，其中，待命复合体CC/EC是最早的组装形式，由BBP/SF1等核心剪接因子组成，在生物个体发育与逆境适应过程中具有重要调控作用。我们从稻瘟菌突变体库中筛选到一个培养性状正常，但侵染性菌丝扩展受阻的T-DNA插入突变体。经初步研究，突变可能由BBP/SF1基因表达下调引起。本项目拟通过遗传分析、致病性鉴定、蛋白质互作等综合技术，研究BBP/SF1及其CC/EC在致病中的地位和作用，探明BBP/SF1与分泌蛋白表达之间的关系，揭示BBP/SF1参与侵染性菌丝生长调控的内在本质。本项目旨在阐明BBP/SF1通过CC/EC途径指导分泌蛋白表达、克服寄主抗性、导致病斑形成的分子机理，为深入开展稻瘟菌致病机制研究提供新的思路。

稻瘟病是水稻的重要病害之一。CC/EC属于早期剪接复合体组装形式，由BBP/SF1 等核心因子组成，对多种生命活动具有重要调控作用。基于BBP突变体，本研究对BBP/SF1与CC/EC核心因子的互作，及其在致病中的作用进行了分析，鉴定出BBP结合因子MOS。本研究重点解析了MOS对稻瘟菌致病相关基因的调控机理。.1、BBP等CC/EC核心因子是稻瘟菌生命的关键成分，很难获得BBP、MoU1A和Mud2p的敲除菌株。本研究通过RNAi和过表达技术证明，BBP干扰突变体表型与BBP插入突变体一致；MoU1A干扰突变体的研究发现，突变体在常规培养基中的生长状态与野生型相比均无显著差异，但过表达突变体OE-10的生长速度明显减小。接种水稻叶片与洋葱表皮细胞侵染试验表明，MoU1A基因的非正常表达不仅导致稻瘟病菌侵入前后菌丝的分枝能力下降，而且降低对水稻植株的致病能力。.2、稻瘟菌SMN因子与BBP等CC/EC复合体亲和性互作，具有稳定CC/EC的作用，但SMN本身有三种剪接类型：MOS-T1，MOS-T2和MOS-T3三种转录体；进一步通过qRT-PCR分析表明这三种转录体对分生孢子的产生和逆境抵抗具有一定的作用。 .3、通过基因敲除与互补，证明MOS基因敲除能明显抑制稻瘟病菌黑色素的形成和分生孢子的产生，同时对氧化、渗透、碳氮营养缺陷及杀菌剂等敏感， 但并不影响稻瘟病菌营养菌丝的生长发育、分生孢子的形态和附着孢的形成。接种试验证明，敲除突变体ΔMOS菌株的毒力下降，侵染菌丝在寄主细胞中的扩展严重受阻，难以形成明显的病斑。 .4、RNA-Seq 研究表明，氧化逆境下，ΔMOS 菌株中有 603个基因表达下调，经 GO 注释和 Pathway 显著性富集分析，下调基因主要与氨基酸代谢和转运等有关，其中包括ASADH和GAPs。.5、MOS调控稻瘟菌致病过程。选取稻瘟菌ASADH、GAP1-3进行表达和基因敲除研究，初步证明，ASADH缺失影响稻瘟菌的致病性、且对H2O2极度敏感；同时证明H2O2能够诱使GAP2和GAP3的氧化形态。.本项目证实了稻瘟菌BBP/SF1介导的CC/EC 致病途径，明确了MOS调控基因表达和基因剪接模式的分子机制。RNAseq结果为深入研究稻瘟菌致病机制提供新的思路。