玉米大斑病菌钙调磷酸酶B亚基基因的克隆与功能分析

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:QIAOKAIIORI
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钙调磷酸酶(Calcineurin,CaN)是一种直接受Ca2+/钙调素(CaM)调节的丝/苏氨酸蛋白磷酸酶,在调控真菌生长发育及致病性方面起重要作用。本论文对玉米大斑病菌钙调磷酸酶B亚基基因(calcineurin B,CnB)进行了克隆、生物信息学分析和反义抑制表达分析,初步研究了钙调磷酸酶在玉米大斑病菌生长发育中的作用。根据已知病原真菌CnB基因氨基酸序列保守区域设计简并引物,采用cDNA末端快速扩增(Rapid Amplification of cDNA Ends,RACE)技术,首次在玉米大斑病菌中克隆得到了CnB基因全长cDNA序列(GenBank登录号:EF 469732)和DNA序列。生物信息学分析表明,CnB基因含4个外显子和3个内含子,最大开放阅读框为525 bp,编码174个氨基酸。蛋白保守结构域分析显示,CnB基因的预测蛋白含有高度保守的4个“EF-hand”Ca2+结合区域,属于Ca2+结合蛋白家族成员,与小麦叶枯病菌(Phaeosphaeria nodorum)、灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、粗糙麦孢霉(Neurosporacrassa)等植物病原真菌中CnB基因有90%以上的氨基酸同源性。Swiss-model预测三维结构发现,CnB空间结构由8个螺旋和4个折叠片组成,形成4个螺旋-环-螺旋区域,这与CnB蛋白4个“EF-hand”保守结构功能域相吻合。利用Genomic Walldng技术获得CnB基因5’端上游约2 kb的DNA序列。分析发现,该区域含有明显的启动子活性结构,但没有发现类似TATA盒的元件。存在光应答转录因子G-box以及与细胞分化相关的转录因子DET1、CDA-1等结合元件,推测CnB基因可能在细胞形态建成及光信号传导通路中起作用;发现热激转录因子(HSF)结合元件,推测CnB基因可能在真菌的耐热性和抗逆性方面发挥作用。以CnB基因的DNA序列为探针进行Southern杂交试验,结果表明CnB基因在玉米大斑病菌中以单拷贝形式存在。在优化玉米大斑病菌原生质体制备和再生条件的基础上,基于pSOI质粒构建了玉米大斑病菌CnB基因正义、反义表达载体。利用PEG介导的转化系统,通过转化玉米大斑病菌原生质体获得23个阳性转化子。对继代培养后的阳性转化子进行PCR验证,获得5个潮酶素磷酸转移酶基因插入的转化菌株。转化菌株菌丝细腻,菌落平坦致密,其中两个转化菌株菌落生长速度缓慢。
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(作者單位:广西融水中學 545300)
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