论文部分内容阅读
寡孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora)是食线虫真菌的代表菌株之一,能产生粘性三维菌网捕食线虫,是一种潜在的线虫生防资源。最近,本课题组完成了寡孢节丛孢的基因组测序,为进一步研究它的侵染机制奠定了基础。在丝状真菌中,Pex5和Pex7是过氧化物酶体靶信号(PTS)的受体蛋白,它们在胞质蛋白进入过氧化物酶体的输送过程中发挥重要的功能,与过氧化物酶体的形成密切相关。前期的研究表明,捕食线虫真菌产生的捕食器官菌丝中有一种特征性结构“电子致密体”,它的生化本质和过氧化物酶体相关。为了进一步了解Pex5和Pex7在捕食线虫真菌捕食器官形成和致病过程中的作用,本研究以寡孢节丛孢为出发菌株,利用同源重组的方法对Pex5和Pex7蛋白的编码基因进行敲除,比较敲除菌株和野生菌株的生理、生化性质、捕食器官产生和侵染能力等方面的差异。通过本论文的研究,为进一步探讨过氧化物酶体的发生和捕食器官形成的分子机制奠定基础。 主要研究结果为: 1.寡孢节丛孢PTS受体蛋白Pex5和Pex7的序列、功能结构域和聚类分析 PTS1受体蛋白Pex5含有610个氨基酸(aa),理论分子质量为67.5 kDa,等点电(PI)为4.68。InterProScan分析表明Pex5蛋白含有多个TPR结构域。PTS2受体蛋白Pex7含有363个aa,相对分子质量为39.96 kDa,PI为5.82。InterProScan分析表明Pex7蛋白含有多个WD40结构域。聚类分析表明Pex5和Pex7在真菌中较为保守,但寡孢节丛孢的Pex5和Pex7蛋白与其它真菌的亲缘关系相对较远。 2.寡孢节丛孢PTS1受体蛋白PEX5编码基因的敲除研究 通过利用同源重组的方法,成功构建PTS1受体蛋白编码基因Pex5(AOL_s00043g671)的敲除载体,并利用原生质体转化获得ΔPex5突变菌株。对敲除菌株和野生菌株在菌丝生长、菌落形态、产孢能力、侵染线虫能力和捕食器官形成等方面进行了比较。结果表明,突变菌株的生长速率远远比野生菌株慢,几乎没有气生菌丝,菌落形态差异显著;同时,突变株的产孢数量大大减少,突变株也不产生捕食器官并丧失侵染线虫的能力。 3.寡孢节丛孢PTS2受体蛋白PEX7编码基因的敲除研究 通过相同的方法成功获得了寡孢节丛孢PTS2受体蛋白编码基因Pex7(AOL_s00176g109)的阳性敲除转化子ΔPex7菌株。对敲除菌株和野生菌株的表型和部分生理生化性质进行了比较。结果表明,突变菌株和野生菌株在菌丝生长、菌落形态、产孢能力、侵染线虫能力和捕食器官形成等方面无明显差异。 4.不同碳源和氮源条件对突变菌株的影响 通过观察寡孢节丛孢野生菌株、ΔPex5和ΔPex7敲除菌株在不同碳源和氮源培养基上的生长和杀线虫活性比较。结果表明ΔPex5菌株与野生菌株的表型差异较大,而ΔPex7菌株与野生菌株无明显差异。 本论文的创新点主要体现为: 1)对寡孢节丛孢PTS受体蛋白Pex5和Pex7的编码基因进行了敲除,对突变菌株和野生菌株的形态特征、产孢能力、捕食器官数量和杀线虫能力进行了比较。研究结果表明ΔPex5突变菌株的表型发生了显著变化,不产生捕食器官。