核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)是一种寄主范围十分广泛的植物病原真菌,可侵染600余种植物,侵染大豆、油菜、向日葵等经济作物引起的菌核病是世界性重大病害,严重影响作物的产量和品质。病原菌效应蛋白是一种可以进入到寄主细胞抑制寄主防御反应的分泌蛋白,也能激活植物抗性基因的表达。核盘菌在侵染寄主过程中,能够分泌大量效应蛋白参与寄主的分子互作与协同进化。本研究利用农杆菌介导的瞬时表达系统,结合生物信息学方法和转录组分析筛选出能够抑制寄主免疫的多个核盘菌候选效应蛋白。其中核盘菌SsCTP1(Chloroplast-targeted Protein 1)在侵染寄主早期过程中高度上调表达,主要定位于叶绿体。为进一步探明核盘菌SsCTP1的致病机制以及与寄主互作的分子机制,通过基因敲除、q RT-PCR、蛋白互作验证等技术手段,解析了SsCTP1在核盘菌生长发育与致病力方面的功能,并鉴定了与SsCTP1互作的寄主蛋白。主要研究结果如下:1.核盘菌SsCTP1的功能分析通过转录组和实时荧光定量PCR测定SsCTP1在核盘菌侵染不同寄主过程中的表达情况,结果表明,SsCTP1在核盘菌侵染不同寄主早期过程中显著上调表达。在烟草中瞬时表达SsCTP1不会引起过敏性坏死反应(Hypersensitive reaction,HR),SsCTP1也不能抑制BAX和INF1诱导的细胞程序性死亡。利用细菌鞭毛激发子flg22和几丁质诱导后,SsCTP1能增强经典的早期PTI免疫反应,抑制胼胝质的沉积和防御基因的上调表达。通过PEG介导的遗传转化,获得了SsCTP1的敲除突变体△Ssctp1,其生长发育与核盘菌野生型UF-1相比没有明显变化,但在不同寄主上的致病力显著下降。过表达SsCTP1的转基因拟南芥表现出对核盘菌的易感性。表明SsCTP1作为核盘菌的效应蛋白,参与核盘菌致病,是一个毒力相关因子。2.核盘菌SsCTP1与寄主互作蛋白筛选与鉴定为进一步探究SsCTP1在核盘菌与大豆互作中的作用机制,以SsCTP1为诱饵蛋白,从核盘菌侵染吉大豆1号的的酵母双杂交文库中,筛选New bioluminescent pyrophosphate assay获得两个靶标蛋白粪卟啉原氧化酶Gm CPX和莽草酸激酶2 Gm SKL2,亚细胞定位结果显示SsCTP1与两个互作蛋白均定位于叶绿体中,SsCTP1同时还存在于细胞质。通过酵母双杂交(Y2H)、分裂荧光素酶互补(Split-LUC)和免疫共沉淀(Co-IP)技术证实了SsCTP1与二者在体内和体外的相互作用。利用烟草脆裂病毒(Tobacco ratAMG510tle virus,TRV)介导的基因沉默体系,沉默本生烟中的Nb CPX基因,结果显示Nb CPX的沉默植株增强了对核盘菌的抗性。以上结果表明,SsCTP1作为核盘菌的一个效应蛋白,参与了核盘菌致病;核盘菌SsCTP1与寄主靶MLN8237小鼠标蛋白Gm CPX和Gm SKL2在叶绿体中互作,Nb CPX的沉默植株增强了对核盘菌的抗性。本研究结果为解析核盘菌致病机制及其与寄主互作的分子机制提供了理论基础。同时为培育抗菌核病的大豆品种提供理论支撑。