Lws1在维持植物机会病原真菌Lasiodiplodia theobromae弱致病力中的机制解析

Plant opportunistic fungal pathogens (POFPs) are one of major types pathogen causing plant disease, and attract more attention recently. POFPs usually is weak virulent to the host, while the mechanism of virulence increasing and leading to disease is unclear. The project plan to analysis the regulation mechanism of Lws1 (Cloned from virulence increasing mutant) function in the process of virulence increasing by plant pathology, cell biology, molecular biology, transcriptome comparison and other methodologies. We will analysis the differences between knock out transformant of Lws1 and complementary transformant of Lws1, clear the sub-cell location and expression pattern of Lws1, infer the pathway or network involved in the process of Lws1 regulate virulence increasing. The results will demonstrate the function of Lws1 in the weak-virulence sustainable mechanism in POFPs, which will let us deep understanding the POFPs, and provide new ideas on controlling the diseases caused by POFPs.

植物机会病原真菌是引起植物病害发生的重要病原物，近年来广受关注。植物机会病原真菌一般致病力较弱，它如何由弱致病力向强致病力转变导致植物病害发生的机制还不十分明晰。本项目拟从致病力增强突变体中克隆到的Lws1为基础，采用植物病理学、细胞生物学、分子生物学和转录组学的多学科技术手段分析Lws1是如何调控植物机会病原真菌Lasiodiplodia theobromae从弱致病力向强致病力变化的。期望通过比较分析Lws1敲除体和野生型的表型，及它们在侵染葡萄造成病症中的差异，结合Lws1的表达动态、亚细胞定位和转录组数据，分析Lws1是参与了哪些网络途径来影响L. theobromae致病力变化的；以此来阐明Lws1在维持植物机会病原真菌L. theobromae弱致病力中的作用机制。该项研究将加深我们对植物机会病原真菌致病机制的认识，同时也为控制如葡萄溃疡病等机会病原真菌引起的病害提供新的思路。

植物机会病原真菌是引起植物病害发生的重要病原物，近年来广受关注。植物机会病原真菌一般致病力较弱，它如何由弱致病力向强致病力转变导致植物病害发生的机制还不十分明晰。我们在研究葡萄溃疡病发生机制的过程中，发现Lasiodiplodia theobromae是一种典型的植物机会病原真菌，但其是如何在葡萄寄主内长期潜育存在而不引起溃疡病的发生，又是受到什么因素的影响而导致病害发生的？这个关键科学问题的解决有助于我们了解该类病害的发生。.我们在分析L. theobromae菌株的REMI突变体库过程中发现，有3个致病力增强突变体插入位点在基因组上同一个推定基因的不同编码区，进一步的互补实验证明了该推定基因的互补转化体可以使致病力增强突变体恢复到野生型的弱致病力，也就是说该推定基因的存在使得L. theobromae保持弱致病力。以此为基础，本项目通过基因互补技术和干涉技术获得了目标基因突变体的互补转化子、野生型的基因沉默转化子；相关转化子的致病性测定表明：Lws1是控制L. theobromae弱致病力的关键基因，该基因的突变可以导致野生型致病力上升，基因沉默实验再次证明了同样的结果。基因功能分析和转录分析显示该基因定位于细胞质，其表达受侵染过程和外界环境因素影响，特别是受到温度的负调控，如30℃时的基因表达量低于25℃时的表达量，而该菌野生型在30℃时致病力显著高于25℃时；该基因的表达同时还影响到了菌丝生长和分叉等性状，目前该基因的其它致病生物学功能解析还在进一步深化中。该项研究截止目前，初步提供了一个机会病原真菌L. theobromae的弱致病机制维持的相关分子线索和关键基因。相关研究数据丰富了我们对植物机会病原真菌的认识，对下一步深入揭示植物机会病原真菌弱致病机制奠定了良好的基础；同时也为控制如葡萄溃疡病等机会病原真菌引起的病害提供了新的理论视角，具有重要的理论和实践价值。