禾谷孢囊线虫Ha34609基因功能的研究
作者单位：中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室
会议名称：《中国植物病理学会2023年学术年会》
会议日期：2023年
学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治]
摘 要：小麦禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)是一种严重危害小麦等禾谷类作物的重要病原线虫,对全世界小麦等粮食作物的生产构成了严重威胁,并造成重大经济损失,目前依旧缺乏有效的防治措施。通过研究禾谷孢囊线虫的致病机制,尤其是对在植物线虫寄生和致病过程中发挥关键作用的效应蛋白的研究,将为开发防控新技术提供必要的理论基础。本实验室在完成的禾谷孢囊线虫不同发育阶段表达谱分析的基础上,通过生物信息学和分子生物学技术从中鉴定出282个潜在效应蛋白编码基因,其中编号为comp34609的序列与大豆孢囊线虫效应蛋白G20E03相似度高(74%),命名为Ha34609。该基因全长837 bp,其中包含一个585 bp的开放阅读框,编码194个氨基酸,在N端拥有一个21个氨基酸的信号肽,且不含跨膜结构域。原位杂交显示,Ha34609基因主要在***亚腹食道腺细胞中特异性表达;发育表达分析发现,Ha34609基因在侵染后2龄幼虫中表达量最高;亚细胞定位结果表明,Ha34609定位于烟草叶片细胞的液泡膜上;在植物中,利用体外RNAi实验发现,靶基因的转录水平明显下降,导致寄主根系内的线虫数量和孢囊数量均显著下降,并且孢囊的长度和宽度也显著减小,表明Ha34609效应蛋白对线虫的寄生起重要作用。由此确定Ha34609效应蛋白是由禾谷孢囊线虫亚腹食道腺细胞合成,通过口针分泌到寄主体内,然后作用于液泡膜,推测其可能在线虫侵染和早期寄生过程中,通过作用于液泡膜,参与合胞体的形成与维持。本研究通过对禾谷孢囊线虫效应蛋白进行研究,其结果将为解析禾谷孢囊线虫致病机理提供理论基础,为开发防控新技术提供策略。