大豆疫霉菌Ps55-4基因在烟草中的表达与定位开题报告

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）

大豆疫霉(PhtoPhthora sojae)引起的大豆疫霉根腐病是威胁全世界大豆生产的毁灭性的病害之一。目前，大豆疫霉根腐病在亚洲、非洲、欧洲、南北美洲和大洋洲的二十多个国家的大豆主产区均有发生，每年给全球造成高达十几亿美元的经济损失。近几年来，随着中国从上述地区进口大豆的日益增加，在中国的部分地区也陆续发现有大豆疫霉的危害。^[1]

植物先天免疫系统由两层主要的免疫反应组成。首先，植物中的模式识别受体(PRRs)能够感知病原微生物的相关分子模式(MAMPs or PAMPs)，从而识别各类微生物，诱导植物产生防御反应(PAMP-triggered immunity-PTI)。其次，病原微生物会产生一类物质效应因子(effectors)，它能够抑制宿主的这种识别，帮助病原微生物侵染。针对病原微生物的效应因子，植物进化出了反击机制，植物通过抗性蛋白(R蛋白)直接或间接识别某些类别的效应因子(无毒蛋白，avr-R)，在侵染位点启动快速强烈的防御应答，即Effector-triggered immunity-ETI。^[2]

植物病原菌产生的病原物相关分子模式(PAMPs)是一类重要的信号分子，它能模仿非亲和互作中植物与病原菌的信号交流，启动不同的级联信号途径，导致过敏反应(HR)，诱发植物产生非寄主广谱抗性，同时还能使寄主产生系统获得性抗性。^[3]

目前对致病或非致病细菌与真菌的PAMPs，如细菌的鞭毛蛋白、脂多糖(LPS)、延伸因子(EF-Tu)、harpin(HrpZ)、Cold shock protein、肽聚糖以及真菌的几丁质和麦角甾醇、木聚糖酶、NEPl-like proteins (NLPs)、β-葡聚糖、脑苷脂和转化酵素^[4]，已经有了一定的研究。如细菌的鞭毛蛋白(flg22)是迄今研究最为深入的一种PAMPs，它是细菌鞭毛蛋白N端的含有22个氨基酸的保守区域，这一段氨基酸序列可以代替鞭毛蛋白的完整序列对许多植物造成刺激反应，可作为激发子来发挥作用^[5]。延伸因子Tu( EF- Tu)与鞭毛蛋白相似，是一种非常保守的蛋白，作为有效的细菌PAMPs在十字花科植物中诱导防御反应。在它乙酰化的N端，有18个氨基酸的保守序列，即elfl8，它可发挥EF-Tu的全部功能^[6]。另外，EF-Tu除了在转录中发挥作用外，它还位于许多细菌的分泌系统中，并作为黏合因子附着在细胞表面^[7]。

目前，在卵菌中也发现一系列的PAMPs，像Pepl3、CEBL、脂质转移蛋白、NEPl-like proteins (NLPs)和 P_葡聚糖^[8]，并且其中一些PAMPs已经进行了一定的研究。Pepl3是一个13个氨基酸的肽段，它能够激发欧芹的防卫反应并能够诱导马铃薯的过敏性死亡。活性分析表明，Pepl3存在于一类依赖Ca2 的转谷氨酰胺酶中，并且广泛存在于疫霉菌中。CEBL是首先在寄生霜霉中发现的一类PAMPs，它能够在烟草上激发防卫反应和诱导坏死，它对病原菌对植物纤维素类物质表面的附着起着重要的作用^[9]。

激发子(elicitor)最初的概念是指病原真菌的非亲合小种诱导寄主植物合成植物保卫素的小分子化合物，现在激发子所包容的内容远不止这些，而是指能诱导任何防卫反应的分子^[10]。即包括上述所提到的PAMPs和effectors。关于效应分子，最近

几年已经有很深入的研究，像卵菌中的RXLR和CRN。在植物免疫系统的另一个层面，PAMP-Triggered Immunity (PTI)中的PAMPs及其相关功能的研究却进展缓慢。如上文所说，PAMPs非寄主抗病性是植物对病原菌在种或以上分类单元上的抗性，具有抗性稳定持久的特点，因此PAMPs的了解对认识植物非寄主抗病性的分子机制具有更为深远的意义，为植物抗病基因工程提供更为广阔的前景。同时，筛选PAMPs的受体，利用抗病基因工程技术对这些受体进行改造，以获得更加广谱及高效的抗病品种，已经成为抗病育种新的更具前景的防治病害的方法。

本研究针对已发现的大豆疫酶菌中的激发子Ps55-4，拟对Ps55-4从大豆疫酶菌基因组中进行克隆，并转入非寄主烟草中表达，研究其作用过程中的亚细胞定位和定位与功能的关系，以期探索其诱导非寄主抗病性的作用位点和受体，有助于理解病原菌致病机制，并为大豆抗病育种提供理论基础。

参考文献：

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