中南林业科技大学首页

科研动态

当前位置:首页 > 科研动态

森林保护团队揭示油茶炭疽病菌对雷帕霉素抗性的分子机制

时间:2024-10-11    浏览次数:0

  近日,森林保护创新团队李河教授课题组在农药科学领域国际知名期刊《Pesticide Biochemistry and Physiology(中科院一区Top期刊)发表了题为 Differential expression of TOR complex 1 components in Colletotrichum camelliae isolates confers natural resistance to rapamycin的研究论文。该研究首次发现了刺盘孢属真菌(Colletotrichum)对雷帕霉素(Rapamycin)的天然抗性,并阐明了抗性产生的分子机制,为雷帕霉素靶标(Target of Rapamycin, TOR)信号通路抑制剂的研发提供了依据。

雷帕霉素是由吸水链霉菌分泌的大环内酯类抗生素,可结合真核生物细胞内FKBP12蛋白形成FKBP12-Rapamycin复合物,随后该复合物能特异性结合TOR蛋白的FRB结构域,阻断TORC1复合物下游众多蛋白的磷酸化,抑制细胞的生长、代谢等重要生命活动。近年来的研究表明,雷帕霉素对多种植物病原真菌具有极高的抑制活性,显示出优秀的植物病害防控潜力。团队前期研究发现油茶病叶分离的大部分炭疽属真菌对雷帕霉素表现出了天然的抗性,50 μg/mL浓度的雷帕霉素对大对数菌株菌丝生长抑制率仅为5070%,而对敏感菌株的抑制率接近100%,这种敏感性差异的机制尚不明确。研究发现敏感菌株与抗性菌株的FKBP12以及TOR基因的序列无差异,表明该抗性并不是由常见的药剂靶标蛋白氨基酸序列突变引起的。深入研究发现抗性菌株的TOR基因的转录与蛋白表达均显著高于敏感菌株,而在敏感菌株中过表达TOR基因则显著降低了其对雷帕霉素的敏感性。进一步比较了抗性菌株与敏感菌株TOR激酶下游的核糖体蛋白S6RPS6)的磷酸化水平,发现雷帕霉素处理后抗性菌株RPS6仍然存在较强的磷酸化,而敏感菌株RPS6的磷酸化水平极低,且抗性菌株RPS6的激酶PSK1的蛋白表达水平在雷帕霉素处理下也显著高于敏感菌株。转录组测序分析发现在雷帕霉素处理下抗性菌株的TORC1复合物的另外两个成员LST8RAPTOR基因的表达水平显著上调,抗性菌株的核糖体生物发生基因与氨基酸合成代谢相关基因的表达均显著高于敏感菌株。上述研究结果表明,在雷帕霉素处理下,抗性菌株的TORC1复合物成员的高水平表达使得其TORC1信号通路的激活程度明显高于敏感菌株,进而导致了对雷帕霉素的抗性。

朱原野为论文第一作者,李河教授为通讯作者,刘洪博士以及宁波大学植物病毒学研究所李雁军副研究员参与了部分研究工作。研究得到了国家重点研发计划(2023YFD1401301)以及湖南省教育厅科学研究项目(22B0263)的资助。

 

  文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048357524004024

     (供稿 朱原野  审核 向左甫)