葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)全基因组分泌蛋白的预测及功能分析

 葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)是引起多种果树和林木枝干溃疡病和果实腐烂病的重要病原菌。为明确葡萄座腔菌的致病机理,采用SignalP、WoLF PSORT、TMHMM、GPI-SOM等软件,对葡萄座腔菌全基因组14 998条蛋白序列进行了分泌蛋白预测和功能分析。结果表明B.dothidea全基因组编码蛋白中有851条序列具有典型的分泌蛋白特征,占蛋白总数的5.67%,其长度主要分布在100~700个氨基酸范围内。信号肽的分析结果表明,以19个氨基酸为信号肽的分泌蛋白数目最多,非极性氨基酸丙氨酸(A)在信号肽中的使用频率最高,而有带电侧链的天冬氨酸(D)和谷氨酸(E)使用频率最低,信号肽-3和-1位置的氨基酸相对保守,其切割位点属于典型的A-X-A型。对分泌蛋白功能预测结果表明,578个分泌蛋白获得了功能注释,其功能主要涉及碳水化合物的运输、代谢过程,蛋白翻译后修饰和氨基酸代谢、运输过程。分泌蛋白中效应蛋白(effector)预测结果表明,B. dothidea分泌蛋白中共有119个潜在的效应蛋白,其中11个可被PHI数据库注释到,其与引起其他植物病原菌致病力变化的致病效应蛋白具有较高的相似性。碳水化合物活性酶类(CAZymes)的预测结果表明,B. dothidea分泌蛋白组中共有279个CAZymes,其中GHs家族最多。这些结果的获得为今后进一步筛选B. dothidea的效应蛋白,明确B. dothidea的致病机理,以及筛选寄主新的抗性基因提供了必要的基础。     

植物病原真菌寄生性与分泌蛋白组CAZymes的比较分析

 通过信息学方法对植物病原真菌分泌蛋白组进行预测以及对碳水化合物酶类ＣＡＺｙｍｅｓ 注释和比较?分析病原真菌寄 生性与ＣＡＺｙｍｅｓ 家族功能的关系? 结果显示非专性寄生(半活体营养型和死体营养型)真菌编码的分泌蛋白占基因组编码 基因的比例较专性寄生真菌(活体营养型)的偏高?ＣＡＺｙｍｅｓ 家族中?非专性寄生真菌的糖基水解酶家族ＧＨ 和多糖裂解酶家 族ＰＬ 较专性寄生真菌显著扩增?功能聚类分析发现?非专性寄生真菌参与纤维素、果胶、木聚糖等植物细胞壁组分降解相关 的基因较专性寄生真菌明显增多? 结果表明了ＣＡＺｙｍｅｓ 与寄生类型的高度关联性?揭示了其在非专性寄生真菌致病过程中 可能的关键作用?     

粘绿木霉Gv29-8的碳水化合物活性酶类蛋白预测及遗传关系分析

利用CAT(CAZymes analysis toolkit)在线分析程序对Trichoderma virens Gv29-8中碳水化合物活性酶类蛋白(carbohydrate-active enzymes,CAZymes)不同亚家族的分布情况进行分析,结果表明:粘绿木霉Gv29-8中含有185个CAZymes蛋白,分为主要类别和复合类别两种类型;其中,主要类别含有71个GH蛋白、54个CBM蛋白及12个AA蛋白、25个CE蛋白、3个PL蛋白、3个GT蛋白;复合类型含有17个蛋白。遗传关系分析表明,CAZymes分类应进一步细化到更小的类别。     

香蕉枯萎病菌1号小种分泌蛋白与效应子的预测与分析

 由尖孢镰刀菌古巴专化型1号小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 1,Foc1)引起的香蕉枯萎病是香蕉生产上的毁灭性病害之一。分泌蛋白作为一类重要致病因子,在Foc1与香蕉互作过程中起着重要作用。本文利用SignalP、WoLF PSORT、TargetP、TMHMM和big-PI Predictor等生物信息学软件,对Foc1全基因组编码的15 438条蛋白质氨基酸序列进行了分泌蛋白及效应子的预测分析。结果表明,Foc1全基因组编码蛋白中有988个经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的6.40%。蛋白特征分析表明,其氨基酸长度主要集中在101~500个氨基酸(占总数的71.26%),信号肽长度集中在17~20个氨基酸(占61.94%),信号肽切割位点以SPaseⅠ型为主(占92.91%)。碳水化合物酶类(CAZymes)分析表明,有281个分泌蛋白属于CAZymes,其中以糖苷水解酶家族最多。对细胞壁降解酶类分析表明,有27个分泌蛋白属于纤维素降解酶类,73个属于果胶降解酶类,42个属于木聚糖降解酶类。以氨基酸长度≤400和半胱氨酸残基数≥4为筛选条件,发现Foc1经典分泌蛋白中有378个候选效应子。qRT-PCR分析表明,7个候选效应子均在香蕉组织提取物诱导后获得上调表达,从实验角度证实了其为真正的效应子。     

The secreted proteome of necrotrophic Ciborinia camelliae causes nonhost-specific virulence

Ciborinia camelliae (Sclerotiniaceae) is a host- and organ-specific fungal pathogen that causes rapid browning and flower drop on ornamental plants of the genus Camellia. To determine the nature of its necrotrophic factors, we tested whether proteins secreted by C. camelliae can damage host-plant tissues. Fungal culture filtrate caused necrogenic activity, abolished by heat or protease treatments, thus indicating that the secreted necrogenic agents are probably proteinaceous in nature. Mass spectrometry-based proteomics was used to detect and identify secreted proteins of C. camelliae. Proteins secreted in culture media (in vitro) and in petal apoplast (in planta) had similar functional distributions, and key identified proteins included homologs to known virulence factors of the closely related Sclerotiniaceae fungus Botrytis cinerea, including endopolygalacturonases, cerato-platanin family proteins, and necrosis- and ethylene-inducing peptides. The main class of secreted proteins were carbohydrate-active enzymes, a characteristic signature of necrotrophic plant pathogens. Both fungal culture filtrate and apoplastic washes of infected petals induced necrosis when infiltrated into host and nonhost plants. This suggests that while some of the secreted proteins might contribute to virulence of C. camelliae, and can cause necrosis similar to secreted proteins of broad-host Sclerotiniaceae pathogens, they do not have a role in determining its host specificity.