禾谷鐮刀菌磷酸酶組功能研究.pdf

1、由激酶和磷酸酶分別催化的磷酸化和去磷酸化修飾在細(xì)胞中許多生命現(xiàn)象中包括細(xì)胞周期、轉(zhuǎn)錄和翻譯、以及生理代謝等過(guò)程中發(fā)揮重要作用。在一個(gè)真核生物的基因組中，大約0.6％基因的編碼產(chǎn)物是蛋白質(zhì)磷酸酶，但人們對(duì)植物病原真菌中的磷酸酶尚缺乏系統(tǒng)研究。通過(guò)生物信息學(xué)分析，我們?cè)诤坦如牭毒幕蚪M中發(fā)現(xiàn)82個(gè)可能編碼磷酸酶的基因，本文對(duì)這82個(gè)基因進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得如下研究進(jìn)展:
　　(1)基因敲除試驗(yàn)中，我們成功獲得了71個(gè)基因缺失突變體，

2、對(duì)這些突變體進(jìn)行了15種表型分析，涵蓋菌體生長(zhǎng)、對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)成分的響應(yīng)及致病性等方面;未能獲得其余11個(gè)基因敲除突變體，表明它們可能是禾谷鐮刀菌的持家基因。
　　(2)磷酸酶Fg09532的基因缺失突變體(△Fg09532)在基礎(chǔ)培養(yǎng)基MM(minimal media)培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)，但是可以在營(yíng)養(yǎng)豐富的PDA(potatodextrose agar)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)甲硫氨酸的添加使△Fg09532在MM培養(yǎng)基上恢復(fù)生長(zhǎng)，而

3、其它氨基酸的添加不能恢復(fù)△Fg09532在MM上的生長(zhǎng)缺陷，說(shuō)明磷酸酶Fg09532參與到禾谷鐮刀菌中甲硫氨酸合成途徑的調(diào)控。
　　(3)4個(gè)磷酸酶基因(Fg06297，F(xiàn)g03333，F(xiàn)g03826和Fg07932)的缺失不會(huì)導(dǎo)致菌體明顯的生長(zhǎng)缺陷，但是這4個(gè)突變體在麥穗上的致病力顯著降低，其中Fg03333和Fg03826是盤菌亞門Pezizomycotina病原真菌的特有基因。
　　(4)磷酸酶Fg10516的基因缺失

4、體(△Fg10516)在麥穗上完全喪失致病性，掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)接種7天后野生菌株可以在麥穗表面形成很多侵入結(jié)構(gòu)，而△Fg10516的菌絲在麥穗表面無(wú)法形成類似的侵入結(jié)構(gòu)。
　　(5)通過(guò)Western blot實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)磷酸酶Fg10516，F(xiàn)g03333和Fg12867是禾谷鐮刀菌MAPKs信號(hào)途徑（Slt2-MAPK、 FgGmpk1-MAPK和Hog1-MAPK）的負(fù)調(diào)控元件。
　　(6) Slt2-MAPK途徑中

5、激酶FgMkk1通過(guò)正向調(diào)控Slt2和Hog1的磷酸化而在病菌生長(zhǎng)、脅迫響應(yīng)和致病過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
　　(7)酪氨酸磷酸酶FgCdc14可以部分回補(bǔ)釀酒酵母中同源基因ScCDC14溫度敏感型突變體在高溫下的生長(zhǎng)缺陷。FgCdc14除了參與調(diào)控禾谷鐮刀菌生長(zhǎng)發(fā)育、DON毒素合成和致病性之外，還影響核糖體的合成。在FgCDC14突變體中68個(gè)編碼核糖體蛋白基因的表達(dá)顯著升高，并且突變體細(xì)胞中核糖體的數(shù)目明顯降低。通過(guò)親和捕獲和酵母