Autophagy-related protein PlAtg3 participates in vegetative growth, sporangial cleavage, autophagy and pathogenicity of Peronophythora litchii

自噬相关蛋白PlAtg3参与荔枝霜疫霉的营养生长，孢子囊割裂，细胞自噬和致病性

Chengdong Yang1, 2, 3*, Manfei Luo1, 2*, Xue Zhang1, 2, Linlin Ye1, 2, Ge Yu1, 2, Yi Lü1, 2, Yi Chen1, 2, Taixu Chen1, 2, Xuejian Wang1, 2, Wanzhen Feng1, 2#, Qinghe Chen1, 2#

1 School of Breeding and Multiplication (Sanya Institute of Breeding and Multiplication), Hainan University, Sanya 572025, China

2 Key Laboratory of Green Prevention and Control of Tropical Plant Diseases and Pests of Ministry of Education, School of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Haikou 570228, China

3 Fujian Key Laboratory for Monitoring and Integrated Management of Crop Pests, Fuzhou 350013, China

由植物病原卵菌荔枝霜疫霉引起的荔枝霜疫病是荔枝上最具破坏性的病害之一，它的发生会给荔枝的生产带来巨大经济损失。研究表明，细胞自噬在病原真菌的生长发育和致病过程中发挥至关重要作用。然而，植物病原卵菌中有关细胞自噬的功能尚不清楚。

为了探究细胞自噬在荔枝霜疫霉生长发育和致病过程中的作用。在本研究中，通过生物信息学分析鉴定到了一个酵母自噬相关蛋白Atg3的同源蛋白，命名为PlAtg3。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对其敲除和原位回补发现，PlATG3的缺失削弱了荔枝霜疫霉的营养生长和有性/无性发育。通过特异性自噬体染料单丹黄酰戊二胺（monodansylcadaverine，MDC）对自噬体染色发现，PlATG3突变体中自噬体数量明显低于野生型菌株。FM4-64染料对细胞膜染色发现PlATG3的缺失影响了孢子囊细胞质割裂而导致游动孢子释放率显著降低。Atg8被认为是各种物种中的自噬标记蛋白。Western blot分析显示PlAtg8-PE在PlATG3突变体中的积累较野生型增多，表明PlAtg3参与了PlAtg8-PE的降解。

但是，与酵母中ScAtg3能与ScAtg8互作相比，酵母双杂交（yeast two hybrid，Y2H）结果显示荔枝霜疫霉中PlAtg3无法与PlAtg8互作，可能是由于PlAtg3中缺乏Atg8家族相互作用基序（Atg8 family interacting motif，AIM）。此外，致病性实验表明PlATG3的缺失显著降低了荔枝霜疫霉对荔枝叶片和果实的致病力。

综上所述，我们的数据揭示了PlAtg3在荔枝霜疫霉的菌丝生长、有性/无性发育、孢子囊割裂和游动孢子释放、自噬体形成和致病过程中发挥至关重要作用。这项研究有助于更好地理解荔枝霜疫霉的致病机制，并为开发更有效的控制卵菌类病害的策略提供见解。

Cite this article: 

Chengdong Yang, Manfei Luo, Xue Zhang, Linlin Ye, Ge Yu, Yi Lü, Yi Chen, Taixu Chen, Xuejian Wang, Wanzhen Feng, Qinghe Chen. 2024. Autophagy-related protein PlAtg3 participates in vegetative growth, sporangial cleavage, autophagy and pathogenicity of Peronophythora litchii. Journal of Integrative Agriculture, 23(11): 3788-3800.

期刊简介

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。