文献类型： 中文期刊

作者： 邢启凯 ¹ ; 李铃仙 ¹ ; 曹阳 ² ; 张玮 ¹ ; 彭军波 ¹ ; 燕继晔 ¹ ; 李兴红 ¹ ;

作者机构： 1.北京市农林科学院植物保护环境保护研究所/北方果树病虫害绿色防控北京市重点实验室

2.大连理工大学生物工程学院

关键词： 葡萄溃疡病;可可毛色二孢;生物信息学;分泌蛋白;信号肽;表达模式

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2020 年 024 期

页码：

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]可可毛色二孢(Lasiodiplodia theobromae)是一种世界性分布的重要植物病原真菌,可引起严重的葡萄溃疡病(Botryosphaeria dieback),影响果木品质并造成巨大的经济损失.本研究预测并分析可可毛色二孢基因组范围内的分泌蛋白,并明确其基本特征,为该病菌分泌蛋白致病机理的研究打下基础.[方法]依据已公布的可可毛色二孢全基因组序列,利用信号肽预测软件SignalP v5.0、跨膜结构分析软件TMHMM v2.0、细胞器定位分析软件ProtComp v9.0、GPI锚定预测软件big-PI Fungal Predictor和亚细胞器定位分析软件TargetP v2.0生物信息学软件对该菌中的典型分泌蛋白进行筛选.对分泌蛋白N端信号肽的长度、氨基酸使用频率及其切割位点进行统计分析.依据蛋白序列的同源性,应用BLASTP程序对分泌组蛋白进行功能注释分析,预测其生物学功能.采用蔗糖酶缺陷的酵母分泌系统,对所选分泌蛋白的信号肽进行活性检测.利用qRT-PCR方法检测所选分泌蛋白基因在可可毛色二孢侵染葡萄中的表达情况.[结果]在可可毛色二孢全基因组编码蛋白中共筛选获得552个潜在的具有典型信号肽的分泌蛋白,占全基因组预测蛋白总数的4.3%,其编码蛋白长度集中于101-400 aa.信号肽统计分析表明,其信号肽长度以18-20 aa的序列最为集中,信号肽长度为20 aa的蛋白数量最多.信号肽中使用频率最高的氨基酸为丙氨酸;非极性、疏水的氨基酸使用频率最高,占氨基酸总数的60.2%.其信号肽的-3至-1位置上的氨基酸相对保守,切割位点属于A-X-A类型,可被Sp I型信号肽酶识别并切割.336个分泌蛋白具有功能注释,其功能较多集中于细胞壁降解有关的酶类以及致病相关蛋白,并且这些蛋白在分子量、等电点、脂肪族氨基酸指数等方面均存在差异.通过蔗糖酶缺陷的酵母分泌系统证实,挑选的9个分泌蛋白信号肽均具有分泌活性.qRT-PCR检测结果表明,所选分泌蛋白基因在该病菌侵染初期的表达发生变化.[结论]利用生物信息学分析技术从可可毛色二孢全基因组中共预测获得552个经典分泌蛋白.其信号肽氨基酸长度分布广泛,氨基酸组成中非极性、疏水的氨基酸使用频率最高.功能注释主要集中在细胞壁组分降解相关的酶类、致病侵染相关的坏死诱导相关蛋白以及几丁质结合蛋白等.