近日，中國熱科院橡膠所排膠機(jī)理與調(diào)控課題組在橡膠樹炭疽病菌bZIP型轉(zhuǎn)錄因子鑒定及關(guān)鍵成員功能研究方面取得新進(jìn)展。該研究系統(tǒng)揭示了暹羅炭疽bZIP型轉(zhuǎn)錄因子基因家族特征及該基因家族在病原真菌間遺傳進(jìn)化，明確3個(gè)暹羅炭疽關(guān)鍵bZIP轉(zhuǎn)錄因子成員參與病菌營養(yǎng)生長、殺菌劑抗性、麥角甾醇生物合成及毒力等生物學(xué)過程。研究成果為進(jìn)一步開發(fā)病原菌殺菌劑靶標(biāo)和揭示病原菌毒力轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
炭疽病是我國膠園的常見病害，每年在各植膠區(qū)暴發(fā)流行，嚴(yán)重威脅著我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。目前，噴施化學(xué)農(nóng)藥是生產(chǎn)上防治該病的主要措施，存在菌株耐藥性增強(qiáng)、化學(xué)殘留及環(huán)境污染等生物安全隱患問題。轉(zhuǎn)錄因子作為許多病原菌致病和耐藥調(diào)控的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，具有開發(fā)為藥劑靶標(biāo)的巨大潛力。研究從炭疽病田間優(yōu)勢種暹羅炭疽中鑒定到25個(gè)bZIP型轉(zhuǎn)錄因子，并對該家族成員的保守結(jié)構(gòu)域、基因及蛋白結(jié)構(gòu)等分子特征、遺傳進(jìn)化等進(jìn)行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)基因復(fù)制和丟失是造成bZIP型轉(zhuǎn)錄因子家族基因在不同病原真菌間成員數(shù)量差異的主要因素。此外，研究發(fā)現(xiàn)23個(gè)CsbZIPs參與病菌對傳統(tǒng)化學(xué)殺菌劑及新型天然殺菌劑的脅迫應(yīng)答。
bZIP型轉(zhuǎn)錄因子系統(tǒng)進(jìn)化及其在11種病原真菌中復(fù)制和丟失分析
CsbZIPs基因參與暹羅炭疽對傳統(tǒng)及新型殺菌劑的脅迫響應(yīng)
通過基因敲除發(fā)現(xiàn)3個(gè)CsbZIP家族成員與暹羅炭疽營養(yǎng)生長、殺菌劑抗性、麥角甾醇生物合成及毒力密切相關(guān)，進(jìn)一步利用AlphaFold 3及RT-qPCR確定CsbZIP09與麥角甾醇合成途徑關(guān)鍵基因CsERG5B存在很強(qiáng)的相互作用，可能是其調(diào)控病菌麥角甾醇合成的靶基因。
基因敲除突變體麥角甾醇濃度和CsbZIP09 – CsERG5B 相互作用預(yù)測
基因敲除突變體影響暹羅炭疽毒力
相關(guān)研究成果以“Systematic characterization of the bZIP gene family in Colletotrichum siamense and functional analysis of three family members” 為題發(fā)表在《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院一區(qū)，IF=7.7）。中國熱科院橡膠所楊洪副研究員為論文第一作者，中國熱科院橡膠所王立豐研究員和海南大學(xué)林春花教授為共同通訊作者。該研究得到了海南省“南海新星”科技創(chuàng)新人才平臺項(xiàng)目（NHXXRCXM202329）、海南省自然科學(xué)基金（323MS078）和海南省芒果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金（HNARS-07-G03）等項(xiàng)目共同資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.138463
責(zé)任編輯：天然橡膠處
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