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紫菜腐霉菌（Pythium porphyrae）致红腐病的毒力因子和致病机制不明，阻碍防控。研究人员以Phytophthora sojae转化系统研究其 GH5 基因。发现 Pp07886 可助病菌生长、增强毒力，还能提高宿主抗性，为相关研究提供新思路。
在神秘的海洋世界里，紫菜作为重要的海洋生物，不仅是许多海洋生物的食物来源，还在海洋生态系统中扮演着至关重要的角色。然而，近年来紫菜常常遭受一种可怕疾病的侵袭 —— 红腐病，它的 “幕后黑手” 就是紫菜腐霉菌（
Pythium porphyrae）。这种病菌来势汹汹，一旦爆发，会导致紫菜产量大幅下降，给紫菜养殖业带来巨大损失。可令人头疼的是，一直以来，紫菜腐霉菌的毒力因子和致病机制就像一团迷雾，让科研人员难以看清，这也使得针对红腐病的预防和控制方法迟迟难以取得突破 。
为了揭开这团迷雾，来自相关研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们将目光聚焦在紫菜腐霉菌的糖苷水解酶家族 5（Glycoside Hydrolase Family 5，GH5）基因上，尤其是其中的 Pp07886 基因。经过一系列深入研究，研究人员发现 Pp07886 基因在紫菜腐霉菌感染的早期和中期显著诱导表达。并且，通过构建不同的转化体和突变体进行实验，发现该基因能促进病菌的生长和增强毒力。更令人惊喜的是，重组的 Pp07886 蛋白还能提高大豆对大豆疫霉（Phytophthora sojae）的抗性。这一研究成果意义重大，为深入了解紫菜腐霉菌的致病机制以及开发红腐病的防控策略提供了全新的思路，相关研究成果发表在《Algal Research》上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，利用了Phytophthora sojae的转化系统，通过构建异源表达转化体和突变体，来探究 Pp07886 基因的功能；其次，采用了定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）和免疫印迹技术，用于检测基因的表达情况。
下面来详细看看具体的研究结果：
- 病原菌和宿主的培养：研究选用了来自日本的紫菜腐霉菌菌株 NBRC 33253，在 50% 海水葡萄糖 - 谷氨酸液体培养基（SGG）中培养；大豆疫霉 P6497 由南京农业大学植物保护学院提供，并对其进行相应的培养保存。
- Pp07886 基因在不同发育和感染阶段的表达分析：在紫菜腐霉菌基因组的 14 个 GH5 基因中，研究人员发现 5 个基因（Pp01144、Pp05213、Pp07886、Pp08016和Pp08716）含有分泌信号肽。通过 qRT-PCR 分析这些基因在不同阶段的表达，发现每个引物对都能产生与目标片段 100% 相同的单一扩增子，且在宿主 cDNA 中未检测到扩增。进一步研究发现，Pp07886 基因在感染早期（感染后 30 分钟）和中期（感染后 5 天）显著诱导表达，表明其在紫菜腐霉菌的侵染过程中起着关键作用。
- Pp07886 基因功能的验证：研究人员构建了大豆疫霉的异源表达转化体 Ps - hePp07886 - 11，以及 Ps4041（Pp07886 在大豆疫霉中的同源基因）的突变体 PsΔ4041 - RFP 和 PsΔ4041 - Pp07886。与野生型菌株相比，Ps - hePp07886 - 11 在大豆上的毒力显著增加；与 PsΔ4041 - RFP 相比，PsΔ4041 - Pp07886 的菌丝生长和毒力增强。这表明 Pp07886 基因有助于病菌的生长和毒力提升。
- Pp07886 蛋白对宿主抗性的影响：qRT-PCR 和免疫印迹结果显示，在 Ps - hePp07886 - 11 和 PsΔ4041 - Pp07886 中，Pp07886 基因在感染后 3 小时内快速诱导表达。此外，重组的 Pp07886 蛋白能够提高大豆对大豆疫霉 P6497 感染的抗性，这说明 Pp07886 不仅在病菌的致病过程中发挥作用，还能增强宿主对病原菌感染的抵抗力。
综合研究结论和讨论部分可知，Pp07886 基因在红腐病早期感染阶段表达强烈，其相对表达量的动态变化与红腐病的发展密切相关。虽然其在疾病预测方面的潜在价值还需要大规模的田间测试，但此次研究成功利用大豆疫霉的转化系统对紫菜腐霉菌的基因功能进行了研究，为后续深入探究紫菜腐霉菌的致病机制以及开发更有效的红腐病防控方法奠定了坚实基础，对海洋藻类病害防治和相关产业的可持续发展具有重要意义。
