荔枝霜疫霉延伸蛋白PlElp3b通过调控自噬稳态影响菌丝生长与致病性的机制研究

《Phytopathology Research》：The elongator protein PlElp3b is involved in mycelial growth, autophagy, and virulence of Phytophthora litchii

本研究针对由荔枝霜疫霉（Phytophthora litchii）引起的荔枝霜疫病防治难题，通过CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除延伸蛋白复合体催化亚基PlElp3b，系统解析了其在菌丝生长、胁迫响应、有性生殖、自噬稳态及致病性中的关键作用。结果表明，PlElp3b缺失导致菌丝生长减缓、有性孢子（卵孢子）产量显著降低，并增强对SDS和山梨醇的敏感性，但提高对NaCl的耐受性；同时，mCherry-PlAtg8降解实验证实PlElp3b通过非转录途径调控自噬流，且其缺失显著削弱对荔枝果实和叶片的侵染能力。该研究首次在卵菌中揭示了Elp3同源蛋白的生物学功能，为开发靶向Elp3的绿色防控策略提供了理论依据。

　　

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）作为热带亚热带地区的高价值水果，因其营养丰富和独特风味备受青睐。然而，由卵菌病原体荔枝霜疫霉（Phytophthora litchii）引起的荔枝霜疫病严重制约产业发展，常造成采后重大经济损失。目前防治主要依赖化学杀菌剂，但抗药性及环境风险问题日益突出，亟需深入解析病原菌的致病机制以开发可持续防控策略。

延伸蛋白复合体（Elongator complex）作为真核生物中高度保守的多功能蛋白组装体，其催化亚基Elp3通过组蛋白乙酰化、tRNA修饰等途径参与转录延伸、胁迫响应及发育调控。在丝状真菌中，Elp3同源蛋白已被证实影响菌丝生长、孢子产生及致病力，但卵菌中Elp3的功能仍属未知。本研究首次在荔枝霜疫霉中鉴定出两个Elp3同源基因（PlElp3a和PlElp3b），并聚焦PlElp3b开展功能解析。

为明确PlElp3b的生物学功能，研究团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建PlELP3b敲除突变体，并通过原位回补获得互补株系；表型分析涵盖菌落生长、胁迫敏感性（NaCl、山梨醇、SDS）、无性/有性生殖（孢子囊、游动孢子、卵孢子）及致病性（荔枝果实和叶片接种）；自噬调控机制通过mCherry-PlAtg8亚细胞定位、免疫印迹及酵母双杂交（Y2H）验证；基因表达水平采用RT-qPCR分析。所有实验均以野生型SHS3、空载体对照（EV）及互补株（ΔPlelp3b-C）为参照，确保结果可靠性。

PlElp3b参与荔枝霜疫霉的菌丝生长

通过测量菌落直径发现，ΔPlelp3b突变体在V8培养基上生长5天后，菌落直径（39.15 mm）较野生型（47.47 mm）显著减少17.53%，而回补株恢复至野生型水平，表明PlElp3b正调控菌丝扩展。

PlElp3b在胁迫耐受性中发挥关键作用

突变体对细胞壁胁迫剂SDS（0.005%）和渗透胁迫剂山梨醇（0.5 M）敏感性增强，但对盐胁迫（0.4 M NaCl）耐受性提高，说明PlElp3b在不同应激通路中具有特异性调控功能。

PlElp3b对有性生殖至关重要而非无性生殖

ΔPlelp3b突变体的孢子囊产量和游动孢子释放率与野生型无显著差异，但卵孢子数量（突变体平均132.93个/cm2）较野生型（284.84个/cm2）下降逾50%，揭示PlElp3b特异性调控有性发育。

PlElp3b调控自噬稳态

在营养丰富条件下，突变体中mCherry-PlAtg8弥漫分布于细胞质，而非野生型的点状自噬体结构；氮饥饿诱导后，突变体呈现更高的mCherry/（mCherry+mCherry-PlAtg8）降解比率，且Y2H证实PlElp3b与PlAtg8无直接互作，RT-qPCR显示自噬核心基因（PlATG8、PlATG1、PlATG13）转录水平未受影响，表明PlElp3b通过转录后机制维持自噬流平衡。

PlElp3b缺失显著削弱致病性

荔枝果实接种3天后，突变体病斑面积（52.5%）远低于野生型（87.75%），叶片侵染实验呈现类似趋势，证明PlElp3b为病原菌侵染寄主所必需。

本研究首次在植物病原卵菌中阐明Elp3同源蛋白的生物学功能，证实PlElp3b通过调控自噬稳态、应激响应及有性生殖等多途径影响荔枝霜疫霉的发育与致病力。值得注意的是，PlElp3a与酵母及丝状真菌Elp3同源性更高（80.3%），可能承担更核心功能，但其基因敲除未成功，提示其在卵菌生存中或具不可替代性。研究结果不仅深化了对延伸蛋白复合体在卵菌致病机制中作用的理解，还为针对Elp3靶点的绿色杀菌剂设计提供了新思路。未来需进一步解析PlElp3a功能及Elp3介导的自噬调控网络，以全面揭示其在病原-寄主互作中的分子机制。