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新的大豆疫霉分泌蛋白家族的生物信息学鉴定及功能分析(2)

时间:2022-07-17 21:07来源:毕业论文
病原菌效应子分泌到寄主中其作用的位置不同。以此为标准,大豆疫霉的效应子可以分类为胞内效应子和胞外效应子。 胞外效应分子通常会抑制植物基础

病原菌效应子分泌到寄主中其作用的位置不同。以此为标准,大豆疫霉的效应子可以分类为胞内效应子和胞外效应子。

胞外效应分子通常会抑制植物基础防御反应,例如水解酶。大豆疫霉可以分泌葡聚糖酶抑制剂蛋白,这种蛋白可以抑制大豆的葡聚糖内切酶 EGaseA。EGaseA可以水解大豆疫霉的细胞壁,释放可以用作免疫激发子的葡聚糖。而葡聚糖酶抑制剂可以抑制防卫反应的激发[2]。据估计大豆疫霉可以产生22个蛋白水解酶来抑制外质体效应子的水解[3]。其中,EPIC3可以在野生的马铃薯和番茄中发现,其具有类似于木瓜蛋白的特性,是一种胞外半胱氨酸蛋白酶抑制剂[4]。至今EPIC3在侵染大豆时的具体功能和目标位点都尚不明了。

另一类胞外效应子是一类与Nep1蛋白相类似,且含有NPP1保守功能域和GHRHDWE七肽基序的效应子,被命名为NLPs(Nep1-like Proteins)。该类效应因子可以导致细胞死亡。在N端的分泌信号后,NLPs拥有一个半保守的区域,被称为NPP1(necrosis-inducing Phytophthora protein 1)域[5]。这种结构域存在于33种NLPs和其它37个大豆疫霉中的假性基因中。有意思的是,许多PsNLPs 可在游动孢子萌发阶段或在侵染的中后期特异表达,表明它们可以促进早期的寄生,同时也可以是大豆疫霉从活体营养过渡到死体营养,加速植物细胞死亡。

细胞质效应子是从外部的吸器通过一个内吞的过程进入植物细胞,在这个过程中需要寄主靶向模体。卵菌中,两种寄主靶向模体已经被定义了:RxLR-dEER 模体和LxLFLAK模体,相应的,细胞质效应子被进一步分为RxLR效应子和Crinklers(CRN)效应子。基于 N-末端分泌信号和寄主靶向模体的存在,大豆疫霉基因组编码了大约400个RxLR效应子和100个CRN效应子[3]。 

从RxLR效应子被定义开始,它就被投入了的大量的研究。RxLR模体在功能上可以与来自疟疾上的易位蛋白进行替换,证明了动物与植物病原菌有同一套类似的效应子交换机制。南京农业大学卵菌与真菌分子生物学实验室已经对大豆疫霉RxLR效应子的功能进行了大规模的筛选,发现大多数RxLR效应子可以抑制寄主植物的细胞死亡[6],也有一些能够诱导植物的免疫反应[7]。例如,Avh241是一个可以定位于植物细胞膜上的效应子,该效应子可以诱导不同植物的防卫反应,引起植物细胞强烈死亡[7]。

CRN效应子是另一类重要的效应子家族,它只能由卵菌产生。因为CRNs在其他的一些关系距离较远的卵菌上被发现,其中包括了不产生RxLR效应子的Pythium spp。[8],它们可能是一类比较古老的效应子,对于侵染而言,是基本而且重要的。在大豆疫霉侵染的过程中,CRNs效应子的平均表达量是要比RxLR效应子表达量高,证明了CRNs有着重要的毒性[9]。当一些CRNs在植物中释放的时候,可以触发植物细胞死亡。但是许多CRNs可以触发PTI/ETI,或者可以促进疫霉菌的侵染[9]-[11]。CRN在细胞中表达的时候主要定位在细胞核内[11]。大豆疫霉PsCRN63 和 PsCRN115 与植物过氧化氢酶进行互作之后进入细胞核内[12]。这个发现表明了细胞核定位和CRNs毒力活性之间的联系。

南京农业大学卵菌与真菌分子生物学实验室利用生物信息学的方法得到了一些暂未被研究过的蛋白家族OG5_ 154821。在这篇论文中,我们分析了部分成员的功能。

1 材料与方法

1。1  针对大豆疫霉的生物信息学分析   

大豆疫霉菌株 P6497 全基因组测序已经完成,在本实验中以实验室通用的 P6497 蛋白序列为基础,利用 OrthoMCL 网站在线对蛋白序列进行家族聚类分析,根据输出结果,家族成员超过20个的有94个。其中一个命名为’no group’,推测为蛋白的功能 与其它显著不同,不能进行统一分类,在后续分析中不在对其进行考虑。然后利用实验室汪洋博士通过生物信息学分析得到的大豆疫霉外泌蛋白数据库对聚类的蛋白家族进行比对,找到包含外泌蛋白的家族。同时利用实验室现在已有的转录组数据,对包含外泌蛋白的家族进行转录组数据分析,筛选在转录过程中高表达的蛋白家族,排除掉现在已经在研究的如 RXLR,CRN和NLP类蛋白家族以外,确定以OG5_ 154821家族作为研究对象。 新的大豆疫霉分泌蛋白家族的生物信息学鉴定及功能分析(2):http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_96689.html

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