禾谷镰刀菌木聚糖酶FGSG＿03624互作蛋白筛选及其与小麦通用应激蛋白TaUSP-1A的互作分析

摘要

禾谷镰刀菌木聚糖酶F GSG₀3624在侵染小麦过程中具有破坏细胞壁并诱导细胞坏死激活免疫反应的双重功能。为进一步解析FGSG₀3624激发免疫的分子机制,通过生物信息学预测和烟草叶片瞬时表达对FGSG₀3624进行了亚细胞定位分析;以FGSG₀3624为诱饵蛋白进行酵母双杂交,从禾谷镰刀菌侵染的小麦安农1589穗部cDNA文库中筛选互作蛋白,经回转实验、荧光素酶互补实验和双分子荧光互补实验进一步验证蛋白互作关系;利用qRT-PCR分析候选互作蛋白响应基因TaUSP-1A的表达,并鉴定转TaUSP-1A基因拟南芥的抗病性。结果表明,FGSG 03624为位于细胞壁和/或细胞间隙的分泌蛋白,后续需采用分裂泛素系统膜体系酵母双杂交技术筛选其互作蛋白。以pBT3STE-FGSG₀3624为诱饵载体,在添加12mmol·L^-1 3-AT的条件下筛选小麦cDNA文库,共获得40个可能与FGSG₀3624互作的蛋白,功能涉及转录调控、信号传导、胁迫响应、膜运输和植物-病原菌互作等方面。其中,与胁迫响应相关的小麦通用应激蛋白TaUSP-1A被证实与FGSG 03624互作。TaUSP-1A基因在禾谷镰刀菌侵染后上调表达,在拟南芥中过表达TaUSP-1A基因能增强植株对病原菌的抗性。以上结果说明,FGSG 03624可能通过与TaUSP-1A等寄主蛋白互作激发小麦免疫反应。

关键词

禾谷镰刀菌 / 木聚糖酶FGSG＿03624 / 小麦 / 酵母双杂交 / 通用应激蛋白TaUSP-1A

基金资助

安徽省高校自然科学研究重点项目（2022AH051088）; 滁州学院科研启动基金项目（2022qd50）; 安徽省高校自然科学研究重大项目（2023AH040223）