稻瘟病菌機械敏感性離子通道的鑒定及功能分析

陶尚琨 王國梁 劉文德

（中國農業科學院植物保護研究所 植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193）

稻瘟病菌機械敏感性離子通道的鑒定及功能分析

陶尚琨 王國梁 劉文德

（中國農業科學院植物保護研究所 植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193）

稻瘟病是水稻上危害最為嚴重的病害之一，其病原菌為子囊菌門稻瘟病菌。作為模式真菌，研究稻瘟病菌的致病機理不僅能為其病害防治提供理論依據，也給其它病原真菌提供借鑒意義。離子通道是細胞內外物質交換的窗口，具有成為防治靶標的潛力，對病害防控具有重要意義。機械敏感性離子通道是一類通過感受細胞膜張力變化來實現胞內外機械信號轉導的離子通道。運用生物信息學鑒定了稻瘟病菌的3條機械敏感性離子通道蛋白MoMsc1，MoMid1和MoYvc1，進化分析表明它們在真菌里具有保守性。還對稻瘟病菌的小電導率機械敏感性離子通道蛋白MoMsc1進行了功能分析，該基因沉默并未影響其生長發育、外界脅迫、細胞壁完整性及致病力。

稻瘟菌；機械敏感性離子通道；小電導率機械敏感性離子通道

稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）是對水稻產量造成嚴重損失的三大病原菌之一，由于其良好的分子操作性，目前已經成為經典的模式生物［1］。在自然界中，稻瘟病菌主要依靠分生孢子完成其侵染循環。分生孢子接觸到水稻葉片后2 h萌發形成芽管，8 h后芽管頂端逐漸膨大形成附著胞，附著胞分化出侵入釘并穿透寄主的表皮細胞，隨后擴展形成侵入菌絲并造成葉部局部病斑［2］。在合適的溫濕度條件下，發病部位可產生大量的分生孢子，通過氣流傳播從而完成整個病害循環過程。

活細胞不停地進行新陳代謝活動，就必須不斷地與周圍環境進行物質交換，而離子通道就是物質交換的窗口。永久性打開這些孔是致命的，所以通道通常處于關閉狀態。一旦感受外界刺激，構象發生變化就能開啟，此過程稱為門控。根據門控機制的不同，可以將離子通道分為3類，電壓門控性，配體門控性和機械門控性。其中，機械門控性又稱機械敏感性離子通道（Mechanosensitive channel），這是一類通過感受細胞膜張力的變化來實現胞內外機械信號轉導的通道。機械敏感性離子通道幾乎存在所有生物里，根據其結構不同可以分為小電導率機械敏感性離子通道（MscS），壓電離子通道（Piezo）家族，瞬時受體電位離子通道（TRP）家族，退化蛋白/上皮鈉離子通道（DEG/NaC）和雙孔鉀離子通道（K2P）等［3，4］。

大腸桿菌（Escherichia coli）有兩條主要的機械敏感性離子通道，即MscS（小電導率機械敏感性離子通道）和MscL（大電導率機械敏感性離子通道），它們通過釋放滲透物質比如離子和一些小分子有機物等參與滲透調節［5］。它們由膨壓導致的膜張力變化直接激活，起著“滲透安全閥”的作用［6］。擬南芥（Arabidopsis thaliana）有10條MscS-like（MSL）通道［7］。其中，MSL1參與維持線粒體非生物脅迫下的氧化還原狀態［8］，MSL2和MSL3參與維持葉綠體的形狀大小［9］，MSL8參與花粉粒的萌發過程［10］，定位在根部質膜的MSL9和MSL10可能與低滲脅迫信號的傳導有關［11］，MSL10的N端的磷酸化誘導細胞凋亡［12］。此外，衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的Msc1參與葉綠體的定位［13］。在裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）里，定位在內質網的Msy1起低滲沖擊作用［14］。目前，真菌里還報道一些重要的Ca2+透過機械敏感性離子通道。例如，在鑒定釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）質膜上一條與動物同源的電壓門控Ca2+通道Cch1時，發現一條機械敏感性離子通道Mid1與其組成高親和的Ca2+吸收體系［15］。缺失Mid1通道導致細胞在低鈣條件下接觸α因子死亡，因而得其名［16］。此離子通道的功能在不同真菌里有一定差異。在粗糙脈胞菌（Neurospora crassa）里，不影響其交配但影響菌絲生長速率等［17］，在赤霉菌（Gibberella zeae）里影響子囊的飽和度等［18］。在某些致病真菌里，Mid1影響其致病力強弱［19，20］。另外，釀酒酵母（S. cerevisiae）液泡里發現一條重要的機械敏感性通道Yvc1［21］。Yvc1影響白色念珠菌（Candida albicans）的致病力［22］，但不影響玉米炭疽菌（Colletotrichum graminico）的致病力［23］。一些機械敏感性離子通道還參與生物的向觸性過程。如在白色念珠菌（C. albicans）里，Mid1被認為與菌絲的向觸性有關［24］。用擬南芥（A. thaliana）的cDNA去互補缺失Mid1的釀酒酵母，發現擬南芥有一條Ca2+透過機械敏感性離子通道MCA1，該突變體不能穿透硬的瓊脂塊，表明其參與擬南芥的接觸感應［25］。

據統計，全球每年因稻瘟病造成的水稻產量損失高達10%-30%［26］。稻瘟病防治已經成為一項關系國計民生的研究課題。離子通道是細胞內外物質交換的渠道，對生物體具有至關重要的生理作用。因此，本研究中對稻瘟菌的機械敏感性離子通道進行了鑒定和功能分析。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌株 稻瘟病菌野生型菌株Guy11由本實驗室保存，MoMSC1基因沉默轉化子由本研究獲得。所有菌株在CM培養基（酵母提取物6 g/L，水解酪蛋白6 g/L，蔗糖10 g/L，瓊脂15 g/L）或燕麥培養基（燕麥30 g/L，瓊脂15 g/L）上于28℃光照培養。菌株長期保存采用濾紙片法。

1.1.2 實驗試劑 本實驗所用載體pSilent1為南京農業大學張正光教授實驗室惠贈。PCR引物合成及測序由北京華大基因公司完成，DNA Marker購自北京全式金公司，各種DNA聚合酶及dNTP購自Takara公司，常用限制性內切酶及T4 DNA連接酶購自Fermentas公司，大腸桿菌感受態Trans-T1購自北京全式金公司，質粒提取試劑盒購自OMEGA公司，PCR純化試劑盒、RNA反轉錄試劑盒、gDNA removal試劑盒購自Promega公司，各種抗生素（潮霉素，卡那霉素，氨芐霉素）購自Roche公司，其他化學試劑皆購自鼎國公司。

1.2 方法

1.2.1 生物信息學分析 運用裂殖酵母小電導率機械敏感性離子通道Msy1，釀酒酵母的2條Ca2+透過機械敏感性離子通道Mid1和Yvc1的氨基酸序列在稻瘟病菌全基因組數據庫中（http://www.broad. mit.edu/annotation/genome/ magnaporthe_grisea /Home. html）進行Blast-P，搜索到其同源蛋白MGG_08304、MGG_12128、MGG_09828分 別 命 名 為MoMsc1、MoMid1、MoYvc1。將氨基酸序列與NCBI公布的所有生物體全基因組序列進行比對，搜索到其它物種同系物。在SmartServer（http://smart.emblheidelberg. de/）以及CDD（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/cdd/）對這些蛋白進行結構域預測，利用MEGA將比對結果進行聚類分析產生系統發育樹，用Clustalx軟件進行多重序列比對，用SOSUI signal軟件預測基因的信號肽，用EXPASy Proteomics Server預測蛋白質的親水性和跨膜結構，用SOPMA軟件預測基因的二級結構。

1.2.2 載體構建及轉化子的鑒定 根據基因沉默原理，在pSilent1載體的內含子兩端插入從野生型菌株Guy11上擴增出來的416 bp的特異性正向片段（F1/R1）和反向片段（F2/R2）［27］。從載體上產生的雙鏈RNA會被體內自身的Dicer酶切出約20 bp的siRNA，形成RISC復合體，介導目標基因的mRNA降解，從而達到基因沉默的目的。

表1 本實驗所用引物

1.2.3 菌絲正常生長及脅迫下分析 從菌落邊緣打孔0.5 mm的菌絲塊接種于完全培養基CM，在28℃黑暗培養7 d 后觀察菌落形態，分別添加滲透壓調節劑0.5 mol/L NaCl 和1.0 mol/L sorbitol，其中NaCl代表鹽脅迫，sorbitol作為保持滲透壓穩定劑；分別添加細胞壁紊亂劑200 μg/mL CR（Congo red）和200 μg/mL CFW（Calcofluor white），其中CR能夠特異性地結合細胞壁中的β-葡聚糖，CFW可以特異性結合真菌細胞壁的主要成分幾丁質，最后測量菌落直徑并拍照。以野生型菌株Guy11為對照，每個菌株設3個重復，試驗重復3次。

1.2.4 生物學表型測定 分別統計野生型Guy11、MoMSC1基因沉默轉化子在燕麥平板10 d黑暗條件培養和隨后2 d誘導產孢后的分生孢子產量。將孢子懸浮液的濃度調節至1×104個/mL，分別吸取野生型和突變體的孢子液20 μL滴于載玻片上，置于28℃黑暗保濕培養，24 h后觀察附著胞形成率。每個菌株設3個重復，實驗重復3次。

1.2.5 致病性分析 選取生長14 d對野生型菌株Guy11敏感的水稻品種幼苗（CO39），收集野生型Guy11、MoMSC1基因沉默轉化子菌株的分生孢子，將孢子濃度調節至5×104個/mL，用噴霧器將孢子懸浮液均勻噴灑至水稻葉片上，先置于28℃黑暗培養24 h，隨后置于28℃，12 h黑暗/光照交替培養，7 d后觀察發病情況和拍照。實驗重復3 次。

2 結果

2.1 稻瘟菌機械敏感性離子通道的鑒定

根據裂殖酵母小電導率機械敏感性離子通道Msy1，釀酒酵母的2條Ca2+透過機械敏感性離子通道Mid1和Yvc1的氨基酸序列在稻瘟病菌基因組數據庫進行Blast-P，搜索到其同源蛋白MGG_08304、MGG_12128、MGG_ 09828分別命名為MoMsc1、MoMid1和MoYvc1，與Msy1、Mid1和Yvc1蛋白的氨基酸等同性（保守性）分別為42%、36%和41%。結構域預測表明，MoMsc1有5個預測的跨膜域，MoMsc1及其同源蛋白均含有1個保守的Ca2+結合域EF-hand，該結構位于第4-5個跨膜域之間，并且為真菌里的MscS家族所特有，說明它們可能參與細胞內鈣離子的轉運等過程（圖1-A）；MoMid1帶有1個N端信號肽，沒有預測的跨膜域，可能為質膜定位的GPI錨定蛋白（圖1-B）；MoYvc1有8個預測的跨膜域，該家族屬于保守的TRP通道（圖1-C）。用MEGA對這些蛋白及其同源物進行進化樹分析發現，它們在真菌里均為非常保守的蛋白。MoMsc1蛋白同源物及其數據庫登錄號分別為Magnaporthe oryzae（MGG_08304），Colletotrichum graminicola（GLRG_09371），Neurospora crassa（XP_961167），Schizosaccharomyces pombe（NP_587894），Aspergillus nidulans（XP_680840），Botrytis cinerea（G2YNJ4），Crytococcus neoformans（XP_776457）；MoMid1蛋白同源物及其登錄號分別為Magnaporthe oryzae（MGG_12128），Aspergillus fumigatus（XP_754048.1），Gibberella zeae（XP_387594.1），Claviceps purpurea（CAU66903.1），Saccharomyces cerevisiae（EGA81234.1），Candida albicans（XP_710952.1），Aspergillus nidulans（XP_682111.1），Crytococcus neoformans（XP_56917.1）；MoYvc1蛋 白 同 源物及其數據庫登錄號分別為Magnaporthe oryzae（MGG_09828），Saccharomyces cerevisiae（Q12324），Aspergillus fumigatus（A0A0J5PXM8），Candida albicans（Q5A2J7），Colletotrichum graminico（GLRG_09114），Aspergillus nidulans（A0A124BVQ3），Ustilaginoidea virens（A0A063BWY5）。

圖1 稻瘟菌機械敏感性離子通道蛋白Msc1，Mid1和Yvc1的結構域預測、多重序列比對和系統進化樹分析

2.2 稻瘟菌小電導率機械敏感性離子通道的功能分析

對上述3條機械敏感性離子通道進行了基因敲除，然而多次實驗未取得任何一個基因的敲除突變體，預示了這3個基因可能為稻瘟病菌生長必需基因。為了研究其功能，我們對其中的小電導率機械敏感性離子通道MoMSC1基因進行了RNAi，挑選一批具有潮霉素抗性的轉化子，以轉化子的cDNA基因組為模板，以β-tubulin（MGG_00604）進行對照，利用引物Msc1-F/Msc1-R進行RT-PCR驗證，32個PCR循環后可見其表達量差異情況，從中獲得3個表達量較低的MoMSC1基因沉默轉化子T3、T7、T12（圖2-A）。

菌絲在正常和脅迫環境下生長分析結果顯示，3個MoMSC1基因沉默轉化子和野生型菌株在這幾類培養基上的菌落形態均無明顯變化（圖2-B），表明MoMSC1基因可能不參與調控稻瘟病菌的生長及細胞應對鹽脅迫、滲透脅迫和維持細胞壁的穩定性過程。此外，因為RNAi沒法完全沉默該基因的表達，也有可能少量的MoMsc1蛋白的表達足以維持其生物學功能。

將野生型Guy11和MoMSC1基因沉默轉化子分別接種到燕麥培養基上誘導產孢。結果發現，兩者的產孢量沒有顯著差異。為了闡明MoMSC1基因是否參與調控稻瘟病菌的分生孢子萌發和附著胞形成過程，將野生型Guy11和MoMSC1基因沉默轉化子的孢子懸浮液的濃度調節至1×104個/mL，分別吸取野生型和突變體的孢子20 μL滴于載玻片上，置于28℃黑暗保濕培養，24 h后統計分生孢子萌發率和附著胞形成率。統計分析發現（表2）MoMSC1基因沉默突變體與野生型比較無顯著性差異。上述結果表明，MoMSC1基因不參與稻瘟菌發育過程調控。綜上所述，小電導率機械敏感性離子通道MoMSC1基因沉默不影響調控稻瘟菌的生長發育過程。

最后，將野生型菌株Guy11、MoMSC1基因沉默轉化子的分生孢子（濃度為5×104個/mL）分別噴霧接種到水稻幼苗上，7 d后觀察結果發現，3個MoMSC1基因沉默轉化子的致病能力與野生型比較無明顯差異，兩者在水稻葉片上均能形成典型的稻瘟病病斑（圖2-C）。這些結果表明，小電導率機械敏感性離子通道MoMSC1基因沉默不影響稻瘟菌的致病過程。

表2 稻瘟菌小電導率機械敏感性離子通道基因沉默轉化子的生物學表型

圖2 稻瘟菌小電導率機械敏感性離子通道蛋白MoMsc1的功能分析

3 討論

近年來，動植物里陸續發現了大量具有重要生理意義的機械敏感性離子通道，但在絲狀真菌里相關報道還非常少。例如，TRPV4廣泛表達于多種動物組織中，不僅可被溫度變化及酸性pH激活，同時也可被低滲環境下脂肪酸所介導的細胞腫脹間接激活，被認為是重要的滲透壓感受器，喪失該基因的小鼠（Mus musculus）表現出飲水減少趨勢及高滲狀態，對壓迫尾部及酸刺激引起的疼痛敏感性顯著降低［26］。另外，發現存在于動物的Piezo類通道也具有極其重要的生理意義，敲除果蠅（Drosophila melanogaster）的Piezo1后，機械性的傷害感受也同時消失，表明其參與有害刺激所致的生理反應［27］。為此，有必要對絲狀真菌里機械敏感性離子通道進行深入研究，探討其對真菌的生理意義。

MscS家族的進化可能是從大腸桿菌開始的，通過以其TM3為骨架來添加不同序列進而影響其生理特性［28］。因此，不同生物的MscS通道的生理功能差異較大。稻瘟菌是一種絲狀真菌，屬于多細胞真核生物，具有復雜的滲透調節體系，如其Hog信號途徑可以響應多種環境下的滲透脅迫［29］。機械敏感性離子通道也被認為可能參與生物的向觸性過程。在稻瘟菌里，G蛋白偶聯受體Pth11被認為參與稻瘟菌的附著胞分化過程［30］，其通過調節細胞內的cAMP水平參與向觸性［31］。但該離子通道只是部分參與附著胞的分化，因此可能存在其他重疊的信號途徑也參與稻瘟菌的向觸性過程。眾所周知，Ca2+和cAMP都是細胞內重要的第二信使。因此，對定位在質膜上的Ca2+透過機械敏感性離子通道的深入研究或許有助于解釋這個問題。

4 結論

本文通過生物信息學鑒定了目前存在稻瘟病菌里的3條機械敏感性離子通道蛋白MoMsc1（MGG_08304），MoMid1（MGG_12128） 和MoYvc1（MGG_09828）。其中，MoMsc1有5個預測的跨膜域，含有1個位于第4-5個跨膜域之間保守的Ca2+結合域EF-hand，并且為真菌里的MscS家族所特有，說明它們可能參與細胞內鈣離子的轉運等過程；MoMid1帶有1個N端信號肽，沒有預測的跨膜域，可能為質膜定位的GPI錨定蛋白；MoYvc1屬于TRP家族，存在8個預測的跨膜域。本實驗還對稻瘟病菌的小電導率機械敏感性離子通道基因MoMSC1（MGG_08304）進行了功能分析，該基因沉默并未影響稻瘟菌的生長發育、高鹽和高滲透壓脅迫及其致病力。

［1］Ebbole DJ. Magnaporthe as a model for understanding host-pathogen interactions［J］. Annual Review of Phytopathology, 2007, 45（1）：437-456.

［2］Wilson RA, Talbot NJ. Under pressure：investigating the biology of plant infection by Magnaporthe oryzae［J］. Nature Reviews Microbiology, 2009, 7（3）：185-195.

［3］Sackin H. Mechanosensitive channels［J］. Annual Review of Physiology, 1995, 57（1）：333-353.

［4］Martinac B. Mechanosensitive ion channels：molecules of mechanotransduction［J］. J Cell Sci, 2004, 117（12）：2449-2460.

［5］Bass RB, Strop P, Barclay M, et al. Crystal structure of Escherichia coli MscS, a voltage-modulated and mechanosensitive channel［J］. Science, 2002, 298（5598）：1582-1587.

［6］Booth IR, Paul B. The MscS and MscL families of mechanosensitive channels act as microbial emergency release valves［J］. Journal of Bacteriology, 2012, 194（18）：4802-4809.

［7］Haswell ES. MscS-like proteins in plants［J］. Current Topics in Membranes, 2007, 58（6）：329-359.

［8］Lee CP, Maksaev G, Jensen GS, et al. MSL1 is a mechanosensitive ion channel that dissipates mitochondrial membrane potential and maintains redox homeostasis in mitochondria during abiotic stress［J］. Plant Journal, 2016, 88（5）：809-825.

［9］Haswell ES, Meyerowitz EM. MscS-like proteins control plastid size and ahape in Arabidopsis thaliana［J］. Current Biology, 2006, 16（1）：1-11.

［10］Hamilton ES, Jensen GS, Maksaev G, et al. Mechanosensitive channel MSL8 regulates osmotic forces during pollen hydration and germination［J］. Science, 2015, 350（6259）：438-441.

［11］Haswell ES, Peyronnet R, Barbier-Brygoo H, et al. Two MscS homologs provide mechanosensitive channel activities in the Arabidopsis root［J］. Current Biology, 2008, 18（10）：730-734.

［12］Veley KM, Grigory M, Frick EM, et al. Arabidopsis MSL10 has a regulated cell death signaling activity that is separable from its mechanosensitive ion channel activity［J］. Plant Cell, 2014, 26（7）：3115-3131.

［13］ Yoshitaka N, Kenta F, Masahiro S, et al. Molecular and electrophysiological characterization of a mechanosensitive channel expressed in the chloroplasts of Chlamydomonas［J］. Proc Natl Acad Sci USA, 2007, 104（14）：5883-5888.

［14］Nakayama Y, Yoshimura K, Iida H. Organellar mechanosensitive channels in fission yeast regulate the hypoosmotic shock response［J］. Nature Communications, 2012, 3（8）：2543-2544.

［15］Peiter E, Fischer MK, Roberts SK, et al. The Saccharomyces cerevisiae Ca2+channel Cch1pMid1p is essential for tolerance to cold stress and iron toxicity［J］. Febs Letters, 2005, 579（25）：5697-5703.

［16］Paidhungat M, Garrett S. A homolog of mammalian, voltage-gatedcalcium channels mediates yeast pheromone-stimulated Ca2+uptake and exacerbates the cdc1（Ts）growth defect［J］. Molecular & Cellular Biology, 1997, 17（11）：6339-6347.

［17］Lew RR, Abbas Z, Anderca MI, et al. Phenotype of a mechanosensitive channel mutant, mid-1, in a filamentous fungus, Neurospora crassa［J］. Eukaryotic Cell, 2008, 7（4）：647-655.

［18］Cavinder B, Hamam A, Lew RR, et al. Mid1, a mechanosensitive calcium ion channel, affects growth, development, and ascospore discharge in the filamentous fungus Gibberella zeae［J］. Eukaryotic Cell, 2011, 10（6）：832-841.

［19］Bormann J, Tudzynski P. Deletion of Mid1, a putative stretchactivated calcium channel in Claviceps purpurea, affects vegetative growth, cell wall synthesis and virulence［J］. Microbiology, 2009, 155（Pt 12）：3922-3933.

［20］de Castro PA, Chiaratto J, Winkelstr?ter LK, et al. The involvement of the Mid1/Cch1/Yvc1 calcium channels in Aspergillus fumigatus virulence［J］. PLoS One, 2014, 9（9）：e103957.

［21］Palmer CP, Zhou XL, Lin J, et al. A TRP homolog in Saccharomyces cerevisiae forms an intracellular Ca（2+）-permeable channel in the yeast vacuolar membrane［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2001, 98（14）：7801-7805.

［22］Yu Q, Fan W, Qiang Z, et al. A novel role of the vacuolar calcium channel Yvc1 in stress response, morphogenesis and pathogenicity of Candida albicans［J］. International Journal of Medical Microbiology, 2013, 304（3）：339-350.

［23］Lange M, Weihmann F, Schliebner I, et al. The transient receptor potential（TRP）channel family in Colletotrichum graminicola：a molecular and physiological analysis［J］. PLoS One, 2016, 11（6）：e0158561.

［24］Watts HJ, Véry AA, Perera TH, et al. Thigmotropism and stretch-activated channels in the pathogenic fungus Candida albicans［J］. Microbiology, 1998, 144（Pt 3）（3）：689-695.

［25］Yuko N, Takeshi K, Kazuo S, et al. Arabidopsis plasma membrane protein crucial for Ca2+influx and touch sensing in roots［J］. Proc Natl Acad Sci USA, 2007, 104（104）：3639-3644.

［26］Valent B, Chumley FG. Molecular genetic analysis of the rice blast fungus, Magnaporthe grisea［J］. Annual Review of Phytopathology, 1991, 29（29）：443-467.

［27］Nakayashiki H, Hanada S, Nguyen BQ, et al. RNA silencing as a tool for exploring gene function in ascomycete fungi［J］. Fungal Genetics & Biology, 2005, 42（4）：275-283.

［28］Liedtke W, Friedman JM. Abnormal osmotic regulation in trpv4-/- mice［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2003, 100（23）：13698-13703.

［29］Sung EK, Bertrand C, Abhishek C, et al. The role of Drosophila Piezo in mechanical nociception［J］. Nature, 2012, 483（7388）：209-212.

［30］Booth IR, Miller S, Müller A, et al. The evolution of bacterial mechanosensitive channels［J］. Cell Calcium, 2014, 57（3）：140-150.

［31］Jacob S, Foster AJ, Yemelin A, et al. High osmolarity glycerol（HOG）signalling in Magnaporthe oryzae：Identification of MoYPD1, and its role in osmoregulation, fungicide action, and pathogenicity［J］. Fungal Biology, 2015, 119（7）：580-594.

［32］Dezwaan TM, Carroll AM, Valent B, et al. Magnaporthe grisea pth11p is a novel plasma membrane protein that mediates appressorium differentiation in response to inductive substrate cues［J］. Plant Cell, 1999, 11（10）：2013-2030.

［33］Liu H, Suresh A, Willard FS, et al. Rgs1 regulates multiple Galpha subunits in Magnaporthe pathogenesis, asexual growth and thigmotropism［J］. Embo Journal, 2007, 26（3）：690-700.

（責任編輯 朱琳峰）

Identification and Functional Analysis of Mechanosensitive Channels in Magnaporthe oryzae

TAO Shang-kun WANG Guo-liang LIU Wen-de
（State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests，Institute of Plant Protection，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193）

Rice blast disease，caused by ascomycete Magnaporthe oryzae，is one of the most devastating diseases threatening rice production. Understanding its pathogenic mechanism not only provides strategies for disease control，but also generates new knowledge of fungal pathogenesis. Mechanosensitive channels，the window of material exchange，can be the biocontrol targets for disease control. These channels can sense changes of membrane tension and transduce this signal into intracellular environment. In this study，we identified three mechanosensitive channels（MoMsc1，MoMid1，and MoYvc1）in M. oryzae by bioinformatics method. The results showed that the three genes were evolutionarily conserved in fungi. Furthermore，we discovered that silence of MoMsc1，encoding the putative gene of mechanosensitive channel of small conductance in M. oryzae，did not affect its vegetative growth，asexual development，stress response，cell wall integrity and virulence.

Magnaporthe oryzae；mechanosensitive channel；mechanosensitive channel of small conductance

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016-1209

2017-01-09

國家自然科學基金項目（31422045）

陶尚琨，男，碩士研究生，研究方向：分子植物病理學；E-mail：shangkuntao@126.com

劉文德，男，研究員，博士生導師，研究方向：分子植物病理學；E-mail：wendeliu@126.com

王國梁，男，教授，博士生導師，研究方向：分子植物病理學；E-mail：wang.620@osu.edu