腐霉菌（Pythium spp.）是卵菌（Oomycetes）中一类重要的植物病原物，常引起根腐病和幼苗猝倒病等病害。在侵染过程中，腐霉菌分泌大量的效应子（effectors）抑制植物的防御反应以促进侵染。本研究在7种腐霉菌中共鉴定到199个家族成员，利用生物信息学技术对候选效应子家族YxSL基因的基本结构、表达模式与亲缘关系进行了初步分析。在199个YxSL家族成员中，85%的家族成员具有信号肽序列；YxSL基因具有6个保守基序；蛋白质二级结构多为无规则卷曲；终极腐霉中的YxSL基因多在侵染寄主前期表达量上调；根据系统发育树将YxSL基因分为3组，并发现了基因复制现象。本研究为后续对YxSL基因功能的研究提供了参考。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言（或绪论）1
1材料与方法2
1.1基因组序列来源 2
1.2 YxSL家族搜索及筛选3
1.3终极腐霉中YxSL家族基因模型的校正3
1.4 YxSL家族保守基序分析3
1.5 YxSL家族蛋白质理化性质分析3
1.6终极腐霉中YxSL家族表达模式分析3
1.7系统发育树构建3
2结果与分析3
2.1 YxSL家族成员基本信息3
2.2 YxSL家族保守基序分析7
2.3 YxSL家族蛋白质二级结构分析8
2.4终极腐霉中YxSL家族表达特征分析8
2.5 YxSL蛋白家族的进化关系分析9
3讨论10
致谢11
参考文献11
七种腐霉菌中YxSL效应子生物信息学分析
引言
腐霉菌（Pythium spp.）隶属于藻物界（Chromista）卵菌纲（Oomycetes），遍布全世界，大多在土壤中生活，也有一些生活在水中，可腐生、寄生或兼性寄生[1]。许多腐霉菌是重要的植物病原物，如：终极腐霉（Pythium ultimum）、畸雌腐霉（Pythium irregulare）、瓜果腐霉（Pythium aphanidermatu *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 
m）等，可以引起苗期根腐病、猝倒病等。腐霉菌是一类“聪明”的植物病原物，当植物受到胁迫或处于脆弱阶段时，会对植物造成严重的损害，它们为害许多重要农业作物，如：玉米、小麦和大豆等，造成大量的经济损失[2][3]。畸雌腐霉、瓜果腐霉、禾生腐霉（Pythium graminicola）感染水稻造成株高生长受限；在低温和高温的环境下，采后的土豆块茎会分别被终极腐霉与瓜果腐霉侵染，病原物由伤口进入，造成块茎发黑、坏死，并使块茎成为传播病害的中间体[15][16]。然而，有些腐霉菌也能起到保护植物的作用，如：寡雄腐霉（Pythium oligandrum）可以通过重寄生和产生抗菌化合物来保护植物免受生物胁迫，同时起到促进植物生长的作用[4]。此外，腐霉菌也危害许多动物，如：隐袭腐霉（Pythium insidiosum）是一种哺乳动物的病原菌，多发生在热带和亚热带地区，可以引起腐皮病[5]。
科学家们一直致力于研究病原菌与寄主植物互作的机制。1942年，美国农业部的科学家提出了“基因对基因假说”[6]。近年来又提出了“Zigzag模型”来描述病原菌与植物的关系[7]，即寄主植物细胞膜识别病原菌的病原相关分子模式（Pathogenassociated molecular pattern, PAMP），产生病原相关分子模式激发的免疫反应（PAMP triggered immunity, PTI），成功侵入植物的病原菌又会分泌效应子进入植物细胞，作用于病原相关分子模式激发的免疫反应，而植物会产生第二道屏障，即病原效应子激发的免疫反应（Effector triggered immunity, ETI）[7]。随着研究的不断深入，科学家发现“Zigzag模型”在卵菌与寄主互作中同样适用。人们普遍认为，效应子的作用主要是抑制宿主的防御反应，但它们也可能对宿主抗病过程中的生理代谢等方面的调控还发挥着其他尚未明确的作用。然而，在含有抗性基因的植物上，效应子可能成为病原菌的不利因素。植物利用抗病基因编码的受体监控效应子，激活对病原物的免疫反应，抑制其生长[9][10]。
卵菌的效应子按照其在寄主细胞中的亚定位可分为胞外效应子和胞内效应子[8]。胞外效应子主要包括酶抑制子（Enzyme Inhibitors）、蛋白酶类（Proteases）、坏死诱导蛋白（NecrosisInducing Proteins, NLPs）、蛋白激发子（Elicitins）与类激发子蛋白（ElicitinLike Proteins）等[8]。胞内效应子分为CRN（Crinkler protein）和RxLR（R：精氨酸；x：任意氨基酸；L：亮氨酸）两大类。RxLR效应子是近几年研究的热点，大量存在于半活体营养型病原菌疫霉菌中，但在腐霉菌等死体营养型且营腐生病原菌中几乎没有观察到RxLR效应子，科学家推测可能是由于其生活方式不需要RxLR效应子来成功定殖和建立侵染结构[11][12]。在一篇对终极腐霉（Pythium ultimum）侵染机制与效应子库的研究中，作者提到终极腐霉的分泌组较致病疫霉（Phytophthora infestans）有更长的侧翼非编码区，并且分泌组基因有更高比例的近似旁系同源基因，表明近期发生过基因重复，并推测较疫霉菌终极腐霉有独特的基因组组织与进化过程。根据基因复制率最大、侧翼非编码区最长和与致病疫霉蛋白相似度最低的特点，作者发现了一个包含未知功能区域的蛋白家族，在可检测到转录本的终极腐霉家族成员中，73%在侵染拟南芥过程中较菌丝诱导了2倍以上，其中5个成员诱导了40倍以上。作者在不同种卵菌中鉴定到了91个预测的分泌蛋白。通过多序列比对与基序搜索，发现了YxSL（Y：络氨酸；x：任意氨基酸；S：丝氨酸；L：亮氨酸）氨基酸基序，其在四个卵菌（终极腐霉（Pythium ultimum）、大豆疫霉（Phytophthora sojae）、橡树疫霉（Phytophthora ramorum）、致病疫霉（Phytophthora infestans））分泌蛋白中的数量是非分泌蛋白的两倍，并且具有位置保守的特点。YxSL家族显示了一个具有保守氨基末端区域的模块化组织，包含4个保守基序，随后是一个高度可变的羧基末端区域，正符合其他卵菌效应子的特征。系统发育分析发现了YxSL家族的4个分支，且该家族在疫霉菌中存在扩张[13]。本研究用生物信息学技术，以该作者鉴定到的91个YxSL家族成员为参考，对7种腐霉菌中的YxSL蛋白进行鉴定，并进一步分析其基因结构、亲缘关系和表达特征，以期为后续YxSL蛋白的功能研究提供参考。

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