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稻瘟病菌[Magnaporthe grisea]引起重要水稻病害。稻瘟病互作系统作为真菌-植物互作分析的模式系统被广泛地研究。目前,研究重点主要集中在稻瘟病菌致病相关发育特别是附着胞的诱导、形成和成熟及其信号传递途径对基因的表达和调控等方面。本文构建了稻瘟病菌的表达序列标签(EST)数据库,并且利用本实验室保存的稻瘟病菌独立克隆制备的cDNA阵列进行了病菌不同发育时期和依赖PMK1的MAPK信号转导途径相关基因缺失突变体中基因表达谱的检测。 1.本文构建了稻瘟病菌菌株Y34菌丝、孢子、疏水表面诱导2h、8h、20h和30h的芽管、幼附着胞、不同成熟附着胞等六个发育时期的cDNA混合文库。从这个文库中获得13057条3’ESTs,拼接出4756个假定独立转录本(TUTs),包含961个contigs和3795个singletons。在全部拼接出的TUTs中,根据BLASTx搜索结果,2339个TUTs为稻瘟病菌未知基因(E>10-5),剩余的2417个TUTs为功能注释基因,其中36个注释TUTs描述为稻瘟病菌功能蛋白。BLASTn结果显示,菌株Y34有763个TUTs与菌株70-15基因组序列不能匹配(E>10-3),表明稻瘟病菌不同菌株基因间存在较大差异。 2.利用上述稻瘟病菌EST数据库制备了含4108个独立克隆的稻瘟病菌cDNA阵列,用这些cDNA阵列检测病菌上述六个发育时期的基因表达谱,Cyber-T程序共鉴定出511个差异表达基因(P<0.01,倍数变化>2)。定量PCR分析检测了4个差异表达基因和1个无差异表达基因在这6个发育时期的表达丰度,验证了cDNA阵列数据的可靠性。cDNA阵列分析表明,以菌丝或孢子为参比,在稻瘟病菌孢子萌发后的发育过程中,大量基因上调表达,其中主要集中在附着胞成熟时期。仅在菌丝和孢子中差异表达的基因分别有46个和10个,在附着胞的诱导、形成和成熟等发育时期中,剩余差异表达基因主要呈现7种表达谱类型。在病菌不同发育时期,分别鉴定出许多重要的差异表达基因(Magnaporthe CBP1,CYP1,MAGB,PTH11,MPG1和yeast Nif1,protein-tyrosine phosphatase gene etc.)的同源基因。 3.用含4108个稻瘟病菌独立克隆的cDNA阵列检测四个稻瘟病菌PMK1 MAPK途径相关基因MST50、MST11、MST7和PMK1分别缺失的突变体及其野生型菌丝的基因表达谱。以野生型为参比,在突变体mst50、mst11、mst7和pmk1中分别鉴定出86个、60个、151个和264个显著差异表达的基因(P<0.01,倍数变化>2)。定量PCR验证了cDNA