橡胶树红根病病原菌木聚糖酶编码基因GpTR1774的克隆与表达分析

细胞壁降解酶是诸多病原真菌的重要致病因子,其中木聚糖酶作为最重要的半纤维素酶,在丝状真菌降解细胞壁侵染寄主的过程中占有重要作用。本研究以橡胶树红根病病原菌HD3为材料,采用RT-PCR克隆木聚糖酶编码基因GpTR1774的基因序列,对其进行生物信息学分析;用HD3侵染橡胶树热研73397组培苗根部,电镜观测病原菌对根部细胞的侵染和破坏过程,并利用qRT-PCR方法测定不同侵染时间GpTR1774基因的表达量。结果表明:GpTR1774基因cDNA全长为780bp,编码259个氨基酸,其中含量最丰富的氨基酸为丙氨酸(Ala),占15.1%;预测蛋白分子量为28.12 kDa,脂肪系数为81.93,等电点为9.07,属亲水性蛋白,共有15个磷酸化位点,无信号和肽跨膜域,定位于细胞溶质;α-螺旋和无规则卷曲是GpTR1774蛋白二级结构的主要元件,分别占氨基酸序列的38.10%和41.31%。系统进化树分析显示,GpTR1774基因与狭长孢灵芝木聚糖酶基因相似度最高,达87.5%。qRT-PCR显示,木聚糖酶GpTR1774基因表达量整体趋势为先上升后下降,侵染3 d和4 d表达量极显著上升,4 d达到最高水平,约为侵染初始的16倍。本研究结果初步表明,木聚糖酶编码基因GpTR1774很可能参与橡胶树红根病病原菌的致病过程,为橡胶树红根病的致病机理解析和绿色防控提供参考。