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小麦赤霉病是由禾谷镰孢菌群引起的一种世界性病害,在我国小麦主产区发生严重,不仅造成小麦产量损失,麦粒中残留的真菌毒素引起的食品安全问题更是严重威胁人畜健康。禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）是小麦赤霉病的优势致病种,其产生的次生代谢产物脱氧雪腐镰孢菌烯醇（dexynivalenol,DON）是毒性最强、最为常见的真菌毒素之一,也是小麦赤霉病的关键致病因子。因此,研究禾谷镰刀菌的生长发育和致病机制对小麦赤霉病的防控非常重要。线粒体是真核细胞中必不可少的细胞器,介导初级细胞能量产生、代谢和信号通路以及程序性细胞死亡。Porin,也叫电压依赖性阴离子选择性通道（VDAC）,是线粒体外膜上最丰富的蛋白质,其桶状结构促进线粒体与细胞质之间离子和ATP等小代谢物的交换。近年来,Porin在生物体生命活动中所起到的功能逐渐被揭示,在哺乳动物乃至酵母上已展开了较为深入的研究,但是对丝状真菌中Porin功能的了解研究相对较少。本研究通过比对酿酒酵母Porin1和Porin2的蛋白序列,从禾谷镰刀菌PH-1数据库中鉴定到一个Porin同源蛋白XP＿011318840.1,命名为Fg Porin,基因号为FGSG＿09933。Fg Porin编码283个氨基酸,只有一个功能域Porin＿3。氨基酸序列比对和进化树分析发现,Fg Porin与尖孢镰刀菌和粗糙脉胞菌的Porin基因亲缘关系较近,有着较一致的物种进化趋势。这些可以表明本研究所找的Fg Porin就是其他丝状真菌Porin基因的直系同源基因。Split-marker PCR技术构建了Fg Porin敲除片段,再利用同源重组原理,借助PEG介导的原生质体转化的方法,敲除Porin基因。经过抗性筛选、PCR和Southern blot验证,获得了Porin缺失突变体（Δporin）,并且在Δporin的基础上,进一步获得了Δporin-C回复菌株。在禾谷镰刀菌生长发育方面,Δporin菌株在PDA、CM和1.5%甘油培养基上的菌落生长速度变缓,气生菌丝高度降低,利用不可发酵性碳源的能力降低。Δporin菌株分生孢子产量下降、隔膜数减少,并且无法产生子囊和子囊孢子。在禾谷镰刀菌的致病性方面,Δporin菌株在麦穗和小麦胚芽鞘上的侵染能力显著下降、DON毒素产量显著下降、影响DON毒素合成的TRI基因表达量也显著下降。Δporin菌株毒素体和脂滴形成缺陷,表明在毒素体和脂滴合成过程中Fg Porin起到重要作用,通过影响脂滴和毒素体的形成,影响DON毒素合成,从而影响禾谷镰刀菌的致病性。FgPorin是线粒体外膜蛋白,我们研究了Porin缺失,对禾谷镰刀菌线粒体形态和功能的影响。结果显示,Δporin菌株线粒体结果异常、线粒体膜电位下降、内源性过氧化氢和ATP的产量均下降,说明Fg Porin对正常的线粒体的形态和功能至关重要。在禾谷镰刀菌的自噬能力方面,Δporin菌株的自噬发生较轻。经缺氮培养后,当野生型PH-1菌株的菌丝中细胞质出现自噬小体聚集,已经发生严重的自噬时,Δporin菌株还未产生自噬小体,说明Fg Porin影响自噬,菌株缺失Fg Porin会减轻自噬。另外Porin作为线粒体外膜上的桶状蛋白,会与其他游离蛋白互作,辅助运输小分子物质。我们主要研究了Porin与其自身互作及和线粒体膜间质中的脂质转运复合物Ups1/2-Mdm35的互作关系。酵母双杂交和Bi FC的实验结果显示,Porin可以与自身互作,并且可以与Ups1/2互作,辅助线粒体膜外的物质顺利进入线粒体内。在禾谷镰刀菌中,Fg Porin和Fg Ups1/2共同影响菌株线粒体上的脂质运输,除此之外,还可能在其他的代谢通路上起到一定的作用。尝试敲除Fg Ups1/2和Fg Mdm35,但仅得到Δups2菌株,并且经过对比试验得出,Fg Ups2对禾谷镰刀菌的生长和致病性没有影响。Fg Ups1和Fg Mdm35无法通过原生质体转化获得突变体,说明Fg Ups1和Fg Mdm35的缺失可能是致命的。综上所述,Fgporin在禾谷镰刀菌的生长发育、无性生殖、有性生殖、致病性中发挥重要作用,影响线粒体完整性和细胞自噬。