禾谷鐮刀菌Fgwc1、Fgwc2和Fgvvd基因的功能分析.pdf

1、赤霉病是世界范圍內(nèi)小麥上重要的真菌病害，在溫暖潮濕地區(qū)廣泛發(fā)生，影響小麥產(chǎn)量的同時(shí)，產(chǎn)生的毒素危害著人畜的生命健康。其有性生殖形成的子囊殼是該菌越冬的主要形式。同時(shí)有性孢子（子囊孢子）也是該病流行的初侵染源。有性生殖還保持了菌群致病力相關(guān)基因的遺傳多樣性和穩(wěn)定性，從而提高其對(duì)宿主植物的適應(yīng)能力。因此對(duì)有性生殖發(fā)育的理解是綜合控制赤霉病的先決條件。光作為影響生物生長(zhǎng)發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一，對(duì)真菌的生長(zhǎng)發(fā)育、代謝活動(dòng)及生理周期等產(chǎn)生至關(guān)重

2、要的調(diào)控作用。同時(shí)由于赤霉病主要的致病真菌禾玉蜀黍赤霉(Gibberellazeae(Schw.) Petch）在室內(nèi)需要在近藍(lán)光下才可誘導(dǎo)形成子囊殼，因此，推測(cè)藍(lán)光受體蛋白在玉蜀黍赤霉有性生殖發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。本文以該菌為研究對(duì)象，利用反向遺傳學(xué)的手段，對(duì)預(yù)測(cè)出的藍(lán)光受體相關(guān)基因Fgwc1、Fgwc2和Fgvvd進(jìn)行了功能分析，以期更好地理解光信號(hào)在玉蜀黍赤霉有性生殖發(fā)育及致病過(guò)程中發(fā)揮的作用。
　　主要研究結(jié)果如下:<

3、br>　　(1)首先從禾谷鐮刀菌數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得預(yù)測(cè)的藍(lán)光受體相關(guān)基因Fgwc1、Fgwc2和Fgvvd的基因序列。同時(shí)進(jìn)行生物信息學(xué)分析，表明Fgwc1、Fgwc2與其他真菌的WC基因具有高度的保守性，具有作為光受體的LOV結(jié)構(gòu)域。
　　(2)本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用Split Marker和PEG介導(dǎo)原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化技術(shù)對(duì)禾谷鐮刀菌藍(lán)光受體相關(guān)基因Fgwc1、Fgwc2和Fgvvd進(jìn)行敲除和互補(bǔ)，獲得敲除和互補(bǔ)轉(zhuǎn)化子。
　　(3)對(duì)Fgwc1

4、、Fgwc2進(jìn)行功能研究:生長(zhǎng)發(fā)育表型分析得出Fgwc1、Fgwc2的缺失對(duì)禾谷鐮刀菌的菌落形態(tài)、菌絲生長(zhǎng)速率、分生孢子產(chǎn)孢量及形態(tài)不產(chǎn)生影響。壓力篩選測(cè)試表明Fgwc1、Fgwc2的缺失不影響禾谷鐮刀菌氧化壓敏感性、細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的功能，但對(duì)滲透壓產(chǎn)生影響，與野生型菌株和互補(bǔ)突變體菌株相比，F(xiàn)gwc1、Fgwc2敲除突變體菌株的抗?jié)B透壓的能力增強(qiáng)。有性生殖研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)gwc1、Fgwc2不影響禾谷鐮刀菌產(chǎn)生子囊殼的能力，子囊孢子的形態(tài)

5、與野生型菌株也沒(méi)有差異，但Fgwc1、Fgwc2基因的敲除會(huì)使子囊孢子的噴發(fā)時(shí)間提前。致病性研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)gwc1、Fgwc2的缺失降低了禾谷鐮刀菌的致病力。
　　(4)對(duì)Fgvvd進(jìn)行功能研究:Fgvvd基因的缺失不影響禾谷鐮刀菌的菌落形態(tài)、菌絲生長(zhǎng)速率、分生孢子產(chǎn)孢量及形態(tài)、滲透壓、氧化壓敏感性、細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的功能。但Fgvvd基因的缺失影響禾谷鐮刀菌的有性生殖，與野生型菌株能夠產(chǎn)生繁密且大小均勻的子囊殼相比，△Fgvvd突變