研究揭示真菌锚定蛋白基因作为毒力和植物抗病毒因子发挥作用！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者古今

国际权威期刊Cell Reports发表了韩国全北国立大学Dae-Hyuk Kim团队2022年的最新相关研究成果，题为A fungal GPI-anchored protein gene functions as a virulence and antiviral factor的研究论文。

摘要：

我们发现板栗疫病菌栗疫属弱毒病毒1（CHV1）侵染引起一个编码糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白（GPI-AP）的基因（CpGap1）差异表达。使用CpGap1-null突变体进行功能分析，除了对ROS过敏外，没有观察到培养形态的变化。对CpGap1基因的蛋白产物（CpGAP1）的分析证实了具有抗氧化特性的基序。CpGap1缺失突变体的毒力显著下降，CpGAP1的肽段具有植物毒力活性。CHV1转移到CpGap1缺失突变体中导致严重的菌落生长迟缓，并且在CHV1感染的CpGap1缺失突变体的菌丝中病毒滴度显著增加。这些结果表明，CpGAP1作为植物防御的保护屏障，同时也作为毒力因子发挥作用。此外，我们的研究表明CpGap1基因是宿主耐受的抗病毒因子，有助于维持真菌生长和抑制CHV1感染后的病毒滴度。

引言：

最近使用RNA测序的大规模转录本分析确定了受分区和CHV1感染调节的特定基因。在发现的基因中，有一个编码糖基磷脂酰肌醇（GPI）的锚定蛋白。GPI是特定的糖脂锚，通过GPI部分转甘露糖基化到细胞壁β-1，6-葡聚糖上，促进可溶性蛋白质在质膜外表面的附着，并进一步附着到细胞壁上。蛋白质在内质网（ER）中与GPI锚定发生翻译后修饰，成为GPI锚定蛋白（GPI-APs）。它们依次插入内质网膜的腔小叶，从那里它们遵循分泌途径到质膜，在那里它们保留在脂质双分子层的外部小叶中。真菌细胞壁是维持细胞完整性和抵御不利环境条件的关键。这种动态结构根据培养条件和环境压力不断变化。真菌壁由携带葡聚糖、几丁质和嵌入蛋白(如GPI-APs和具有内部重复的蛋白)的分层网状网络组成。GPI-APs在真核生物中普遍存在，并参与多种生物学过程，包括配体识别、酶活性、细胞间相互作用、宿主感染和防御触发。

在这项研究中，我们描述了一个GPI-AP基因的生物学功能，该基因具有区段特异性和CHV1特异性，并探索了真菌毒力和低毒力的分子机制。我们的研究强调了GPI-AP在植物病原真菌中作为具有抗氧化和植物毒性特性的毒力因子的功能，以及它作为对CHV1感染反应的一部分参与真菌耐受性。

讨论：

真菌细胞壁是动态的，虽然是刚性的，而且结构复杂，但能够保持细胞的完整性，保护细胞免受外部侵害。细胞壁蛋白的突变可能导致细胞壁完整性（CWI）的损伤；在我们的案例中，细胞壁自发地表现出对各种细胞壁应激物的过敏，包括活性氧。然而，我们的突变株并没有表现出对CR和CFW的超敏反应，而只是对ROS的超敏反应。此外，计算机分析表明CpGap1基因的蛋白产物具有抗氧化基序，与基序对应的合成肽的AOP活性证实了这一点。这些结果表明，对ROS的超敏反应是特异的，而不是普遍的，这是CpGap1基因的特征。

ROS在宿主-寄生相互作用中起着双重作用，并且在植物-病原体相互作用中它沿着植物细胞表面的产生是众所周知的现象。植物产生的活性氧作为直接防御杀死病原体，或者作为第二防御信使激活宿主对入侵病原体的持久抗性。植物积累活性氧作为一个重要的和最早的病原体触发的免疫反应。抗ROS机制分为酶促或非酶促防御系统。尽管人们对非酶促防御系统知之甚少，而非酶促防御系统是由可溶性小分子(包括谷胱甘肽)氧化去除溶液中的氧化剂组成，但酶促防御蛋白(包括SOD、过氧化物酶、过氧化氢酶和硫氧还蛋白)的基因说明了抗ROS机制对致病性和存活的重要影响。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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