香蕉枯萎病菌分泌蛋白質(zhì)的差異表達(dá)分析.pdf

1、香蕉枯萎?。‵usarium wilt）是香蕉生產(chǎn)中重要的維管束系統(tǒng)性病害，其病原菌為尖孢鐮刀菌古巴專化型（Foc）。Foc有四個生理小種，其中，1號小種（Foc1）和4號小種（Foc4）在我國分布最為廣泛。目前，香蕉枯萎病的主要防治方法有抗病育種、化學(xué)防治和生物防治等，但對于該病害的防治效果并不是很理想。因此，研究Foc與香蕉互作的分子機(jī)制將為該病害的防治提供理論依據(jù)。分泌蛋白作為一類重要的致病因子，在Foc侵染香蕉過程中起著重要作用

2、，但目前對于Foc分泌蛋白質(zhì)缺乏系統(tǒng)了解。
　　本研究以Foc1和Foc4為研究對象，通過巴西蕉組織提取物的誘導(dǎo)，采用非標(biāo)記蛋白定量技術(shù)（Label-free）分析了2個小種的菌絲分泌蛋白質(zhì)表達(dá)變化，并結(jié)合生物信息學(xué)等方法對差異表達(dá)的分泌蛋白進(jìn)行了功能預(yù)測分析。具體結(jié)果如下：
　　1、采用 TCA-DOC沉淀法、丙酮沉淀法和硫酸銨沉淀法三種常用方法，對 Foc分泌蛋白進(jìn)行了提?。籗DS-PAGE和提取效率的比較分析表明，改良

3、的DOC-TCA沉淀法適合于Foc分泌蛋白質(zhì)的提取，能滿足基于質(zhì)譜的Foc分泌蛋白質(zhì)組分析的要求。
　　2、應(yīng)用基于Label-free的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)和生物信息學(xué)技術(shù)，以香蕉組織誘導(dǎo)條件下生長5 d的2個Foc小種菌絲為研究對象，對其分泌蛋白質(zhì)表達(dá)差異進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，采用Label-free的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)共鑒定了2573個Foc蛋白。與Foc1對照相比，誘導(dǎo)條件下的Foc1有42個分泌蛋白質(zhì)差異表達(dá)，其中經(jīng)典分泌蛋白有3

4、0個，占差異蛋白總數(shù)的62.5％；非經(jīng)典分泌蛋白有12個，占差異蛋白總數(shù)的25%。與Foc4對照相比，誘導(dǎo)條件下的Foc4有57個分泌蛋白質(zhì)差異表達(dá)，其中經(jīng)典分泌蛋白有43個，占差異蛋白總數(shù)的65.2%；非經(jīng)典分泌蛋白有14個，占總差異蛋白的21.2%。與Foc1對照相比，非誘導(dǎo)條件下的Foc4有52個分泌蛋白質(zhì)差異表達(dá)，其中經(jīng)典分泌蛋白有38個，占總差異蛋白的64.4%；非經(jīng)典分泌蛋白有14個，占總差異蛋白的23.7%；與Foc1處理

5、相比，誘導(dǎo)條件下的Foc4共有個106個分泌蛋白質(zhì)差異表達(dá)，其中經(jīng)典分泌蛋白有75個，占總差異蛋白的61%，非經(jīng)典分泌蛋白有31個，占總差異蛋白的25.2%。
　　3、經(jīng)蛋白功能注釋、GO分析和KEGG功能分類，結(jié)果表明，F(xiàn)oc1中差異表達(dá)的分泌蛋白參與的分子功能主要有催化活性、結(jié)合功能和分子轉(zhuǎn)運活性等，參與的生物過程主要有代謝過程、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和定殖過程等，參與的代謝通路主要有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)合成通路、植物與病原物互作用通路、碳代謝通

6、路和 AMPK激酶信號通路等。Foc4中差異表達(dá)的分泌蛋白參與的分子功能主要有催化活性、分子轉(zhuǎn)運活性和抗氧化活性等，參與的生物過程主要有代謝過程、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和對脅迫反應(yīng)的過程等，參與的代謝通路主要有嘌呤代謝通路、氨基酸生物合成途徑、TCA循環(huán)、煙酸鹽和煙酰胺代謝通路、植物與病原物互作通路等。
　　4、對誘導(dǎo)條件下Foc1和Foc4間差異表達(dá)的分泌蛋白質(zhì)進(jìn)行了比較分析，結(jié)果表明在92個差異表達(dá)的分泌蛋白中，其功能主要涉及到細(xì)胞壁降解、

7、蛋白修飾、氧化脅迫反應(yīng)過程、氧化還原過程和能量代謝等過程。其中，谷氨酰胺合成酶、絲氨酸-蘇氨酸蛋白磷酸酶等僅在Foc1中差異表達(dá)；磷酸化激酶、角質(zhì)酶、1,6-β-葡糖苷酶、1,3-β葡糖苷酶、幾丁質(zhì)脫乙酰酶、羧肽酶、天冬氨酸蛋白酶等僅在Foc4中差異表達(dá)；過氧化氫酶和氨肽酶等在2個小種均有表達(dá)。根據(jù)這些分泌蛋白參與的生物學(xué)功能，進(jìn)一步推測磷酸化激酶、角質(zhì)酶、1,6-β-葡糖苷酶、1,3-β葡糖苷酶、幾丁質(zhì)脫乙酰酶、羧肽酶、天冬氨酸蛋白酶