稻瘟病菌F-box基因缺失突变体构建及生物学表型分析

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:cjz1107
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稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)是水稻生产上最具破坏性的致病真菌之一,严重威胁着水稻的安全生产。近年来,随着稻瘟病菌全基因组数据的公布,加速了人们对其致病相关基因的挖掘进程;同时也使得它与水稻的互作研究成为探索寄主与植物病原真菌互作机制的理想模式之一。从分子水平解析稻瘟病菌的生长发育过程及致病分子机制,对有效控制病害发生及促进水稻安全生产和提高品质具有重要的科学意义。本文采用啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)F-box蛋白的氨基酸序列,对稻瘟病菌全基因组数据库进行Blastp分析,获得一个与之同源的蛋白编码基因MGG06351.6,命名为Mofbox。序列分析发现,该基因编码的蛋白氨基端有一个典型的F-box结构域,羧基端存在一个核定位信号(KTKR)。采用同源重组方法,构建基因敲除载体并转化野生型菌株Guy11,获得2个基因缺失突变体。研究表明,缺失Mofbox后,可使稻瘟病菌生长速率较Guy11菌株下降10.0%左右,敲除突变体对NaCl、SDS和H2O2的耐受性分别减弱5.0%、6.0%和17.0%,但对CFW和CR的耐受性分别增加2.5%和4.1%;M ofbox突变体产分生孢子的能力较Guy11菌株分别显著下降55.0%和52.0%;Mofbox突变体对四棱大麦和水稻(敏感品种CO-39)的致病性显著降低。进一步研究发现,突变体分生孢子在疏水界面上形成附着胞的能力较Guy11菌株显著降低,且膨压下降;洋葱表皮侵染试验亦表明,野生型菌株和突变体菌株形成的附着胞均可穿透洋葱细胞壁,但与野生型菌株Guy11相比,突变体的穿透率降低38.0%;同时,突变体侵入后形成的侵染菌丝不能在洋葱表皮细胞中扩展;在突变体中,与附着胞形成相关的基因Rho3、MST11、MST50、 PMK1和MPG1转录水平较野生型菌株也显著下降。综上所述,Mofbox在稻瘟病菌菌丝生长速率、产孢能力、对外源氧化压力耐受性、细胞壁完整性、附着胞形成及致病性等方面具有重要的调控作用。
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