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农业害虫给农业的生产造成了严重的经济损失,因此对农业害虫的防治成为农业生产的重要组成部分。蝗虫是国际性农林害虫之一,绝大多数的国家都存在着严重程度各不相同的蝗灾危害。金龟子绿僵菌(Metarhizium acidum)作为重要的昆虫病原真菌,已被广泛应用,尤其是在对蝗虫的防治中,已成为蝗虫防治的主要微生物农药。但是病原真菌类的杀蝗虫制剂在实际使用中受生产、储存及田间的自然环境条件的影响,使得其使用有很大局限性,限制了绿僵菌作为生物杀虫剂投入到广泛规模化地应用中。所以,选育优良的绿僵菌工程菌株由为关键。国内外对昆虫病原真菌的致病入侵机理进行了深入的研究,主要是在侵染阶段与宿主相互作用以及入侵宿主过程中分泌的蛋白酶类等的研究,比如:分生孢子是怎样附着在昆虫的体表,如何在侵染体壁后夺取昆虫体内的营养,侵染的结构(如附着胞、侵染钉)的形成,怎么样能成功地逃避昆虫自身免疫应答反应,以及真菌产孢过程的调节等。在整个侵染过程中,病原真菌的作用同时受多种外界环境因素,如热击、紫外的影响,同时也受昆虫宿主的应激反应,如氧化、渗透压、发热的影响。在本研究中,我们从杀蝗病原真菌金龟子绿僵菌中克隆得到腺苷酸环化酶基因(MaAC),该基因与多种真菌物种的腺苷酸环化酶基因有很高的同源性。采用RNAi干扰的方法分析MaAC对绿僵菌致病性及应对外界环境和昆虫宿主产生的不利影响的作用。主要研究结果如下:①获得MaAC基因的ORF和DNA全长,对序列进行生物信息学分析。MaAC基因的ORF为6492bp,cDNA序列的Genbank登录号为JQ358775。预测该基因编码2164个氨基酸。将该基因ORF与绿僵菌基因组数据库比对,获得基因组DNA全长为6888bp。利用DNAMAN软件对cDNA序列和基因组DNA全长序列比对分析,发现含有两个内含子,分别位于距离起始密码子940bp处和6204bp处。预测该基因分子量为541.2KDa,等电点为4.63,利用SignalP分析该基因编码的蛋白没有发现信号肽。②RNA干扰的方法研究MaAC基因的功能。首先构建RNAi干扰载体pK2-RNAi-MaAC,通过农杆菌介导转化绿僵菌CQMa102,PCR验证筛选MaAC转化子,定量PCR检测突变菌株与野生菌株中MaAC基因的表达水平差异。检测结果显示干扰掉MaAC基因后,检测的三个转化子的干扰效率在56%-77%之间。③在PDA和察式培养基上观察MaAC基因干扰菌株与野生菌株的生长差异。相同浓度的干扰菌株和野生菌株的菌悬液分别接种在PDA和察式培养基上培养,观察结果发现,与野生型相比较,干扰突变菌株生长显著被抑制。④检测MaAC基因干扰菌株与野生菌株的生长率。在PD液体培养基中培养干扰菌株和野生菌株,用CellTiter96AQueous One Solution Assay测定菌液中细胞数,检测结果表明,干扰菌株的生长明显慢于野生菌株。⑤测定MaAC基因干扰菌株中cAMP含量。在PD液体培养基中培养干扰菌株和野生菌株,用cAMP酶联免疫试剂盒测定体内cAMP含量,测定结果显示,干扰MaAC基因后,干扰菌株cAMP含量显著少于野生菌株。⑥对MaAC基因干扰菌株孢子进行毒力测定。体表侵染和体内注射两种测定方法侵染蝗虫,观察蝗虫死亡情况。干扰菌株对蝗虫的毒力显著降低,半致死时间比野生菌株滞后近一天,说明MaAC是毒力相关基因。⑦测定MaAC基因干扰菌株抗胁迫能力。在含有H2O2和KCl的1/4SDAY培养基上观察发现,干扰菌株生长较野生菌株明显受到抑制;对干扰菌株和野生菌株孢子进行热击和紫外照射处理后,在1/4SDAY培养基上培养观察发现,干扰菌株的萌发率较野生菌株明显降低。