近日，中國熱科院橡膠所排膠機理與調(diào)控課題組在橡膠樹炭疽病菌bZIP型轉(zhuǎn)錄因子鑒定及關鍵成員功能研究方面取得新進展。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化，明確3個暹羅炭疽關鍵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過程。研究成果為進一步開發(fā)病原菌殺菌劑靶標和揭示病原菌毒力轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制奠定基礎。
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、化學殘留及環(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)控的關鍵調(diào)節(jié)因子，具有開發(fā)為藥劑靶標的巨大潛力。研究從炭疽病田間優(yōu)勢種暹羅炭疽中鑒定到25個bZIP型轉(zhuǎn)錄因子，并對該家族成員的保守結構域、基因及蛋白結構等分子特征、遺傳進化等進行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)基因復制和丟失是造成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CsbZIPs參與病菌對傳統(tǒng)化學殺菌劑及新型天然殺菌劑的脅迫應答。
bZIP型轉(zhuǎn)錄因子系統(tǒng)進化及其在11種病原真菌中復制和丟失分析
CsbZIPs基因參與暹羅炭疽對傳統(tǒng)及新型殺菌劑的脅迫響應
通過基因敲除發(fā)現(xiàn)3個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，進一步利用AlphaFold 3及RT-qPCR確定CsbZIP09與麥角甾醇合成途徑關鍵基因CsERG5B存在很強的相互作用，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 相互作用預測
基因敲除突變體影響暹羅炭疽毒力
相關研究成果以“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)新人才平臺項目（NHXXRCXM202329）、海南省自然科學基金（323MS078）和海南省芒果產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金（HNARS-07-G03）等項目共同資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.138463
責任編輯：天然橡膠處
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