与寄生疫霉菌亲和互作相关的一个拟南芥突变体的遗传学和分子生物学分析

病原菌对植物的侵染、定殖和为害，是通过其效应物对植物细胞功能的修饰和干扰进行的。由于这种修饰和干扰通常是在细胞内进行，效应物的跨膜转运和作用靶标长期以来都是植物病理学和植物-微生物互作的热点研究领域。然而，对真菌和卵菌效应物蛋白的跨膜转运机理及其在植物细胞内的作用靶标还不清楚。申请人在建立了寄生疫霉菌-拟南芥亲和互作体系的基础上，通过遗传筛选，获得对寄生疫霉菌（Phytophthora parasitica）表现抗病性的一些拟南芥T-DNA插入突变体，其中267-31的抗病表现十分稳定。在此项研究中，通过对突变体267-31进行系统的遗传学和一系列分子生物学分析，鉴定、分离和功能验证其参与植物-疫霉菌亲和互作的植物遗传因子，可望推动对植物-卵菌亲和识别机制的认识，亦为建立基于这一认识的、拥有自主知识产权的卵菌类植物病害防治的新途径、新方法提供科学依据

病原菌对植物的侵染、定殖和为害，是通过其效应蛋白对植物细胞功能的修饰和干扰进行的，因此研究病菌效应蛋白的转运和作用靶标是解析植物与病菌互作机理的基础。本研究通过系统分析前期研究获得的拟南芥T-DNA插入抗病突变体267-31，鉴定、分离和功能分析其参与植物-病原卵菌亲和互作的植物遗传因子。TAIL-PCR分析获得267-31的两个T-DNA插入位点，从拟南芥生物资源中心购买相关突变体测试发现针对其中一个基因插入失活的突变体呈现对寄生疫霉菌的抗性，我们将该基因命名为RTP1（Resistant to Phytophthora parasitica 1）。遗传分析发现，F1代杂合株呈现对寄生疫霉菌的感病性。稳定遗传转化拟南芥发现，过表达RTP1的转化子及互补转化子呈现对寄生疫霉菌的感病性，而基因沉默转化子则呈现抗病性。这些结果均表明RTP1基因在植物与寄生疫霉菌的亲和互作过程中发挥一定作用。接菌寄生疫霉菌游动孢子后，rtp1叶片组织中呈现了较多的细胞坏死现象。生物信息学预测RTP1蛋白定位于植物质膜或内膜系统，利用生物化学方法确认了RTP1蛋白的N末端与C末端均处于细胞内。利用基因枪介导的瞬时表达发现RTP1-GFP融合蛋白定位于质膜和内质网。这初步显示，RTP1反向调控内质网介导的细胞坏死，促进拟南芥与寄生疫霉菌的亲和互作。