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作物有害生物功能基因组研究创新团队揭示蛋白糖基化修饰调控稻瘟病菌致病新机制

     作者:刘文德   点击数: 次      发布时间:2020-02-28

蛋白N-糖基化在内质网(Endoplasmic reticulum, ER)和高尔基体(Golgi apparatus,GA)中进行,调节生命体蛋白质折叠,运输等过程。然而,在植物病原真菌中,被N-糖基化修饰的大量蛋白还未被鉴定,其调控病原菌生长发育和致病过程的分子机制尚不清楚。近日,植保所作物有害生物功能基因组研究创新团队在《PLoS Pathogens》上在线发表题为“Quantitative proteomics analysis reveals important roles of N-glycosylation on ER quality control system for development and pathogenesis in Magnaporthe oryzae ”的研究论文,报道了通过定量蛋白质组学技术系统鉴定稻瘟病菌N-糖基化修饰蛋白,并揭示了N-糖基化修饰参与内质网质量控制(ERQC)系统调节的植物病原真菌生长发育和致病的分子机制。

研究人员利用定量修饰蛋白组学的策略,对稻瘟病菌营养菌丝,分生孢子,以及附着胞样品的N-糖基化蛋白进行了大规模鉴定,共获得355个蛋白的559个N糖基化位点。功能分类和比较发现N-糖基化可以通过修饰不同类别的靶标蛋白,协调菌丝,分生孢子以及附着胞分化等不同生物学发育过程。研究还发现N-糖基化修饰的靶标蛋白中包含许多参与N-糖基化,O-糖基化以及GPI锚定修饰等过程的关键蛋白,表明三种糖基化修饰之间存在协同作用的现象。深入分析发现参与细胞ERQC系统的绝大部分关键蛋白均被鉴定为N-糖基化蛋白,暗示N-糖基化修饰对保证分泌蛋白的正确翻译起着关键调控功能。ERQC系统的关键蛋白编码基因Gls1, Gls2, GTB1和Cnx1的敲除和功能互补验证结果表明这些基因对菌丝生长,分生孢子发育以及侵染菌丝扩展等过程均十分重要。进一步的点突变实验证明Gls1的N497糖基化修饰可以调控Gls1的蛋白稳定性和内质网定位,从而影响ERQC系统的生物学功能。本研究全方位展示了N-糖基化修饰在植物病原真菌生长发育以及致病过程中的功能,将为稻瘟病的防治提供重要候选靶点,也为深入理解植物病原真菌的致病机理奠定了基础。

该研究得到植物病虫害生物学国家重点实验室开放课题、中国农科院科技创新工程和国家万人计划青年拔尖人才等项目资助,由华中农业大学、澳门威尼人网站赌博、英国The Sainsbury Laboratory等单位共同合作完成。华中农业大学陈小林副教授为论文第一作者,我所作物有害生物功能基因组研究创新团队刘文德研究员为论文通讯作者。

 

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