【摘 要】
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小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是一种危害小麦、大麦等禾谷类作物的真菌病害,在我国各小麦主产区发生严重。山东省引起小麦赤霉病的病原菌优势致病种为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)。小麦赤霉病在田间大流行造成作物产量损失和品质下降,严重时甚至绝收。染病小麦粒中产生的真菌毒素对人畜健康有极大的危害。内吞作用是外界物质通过细胞质膜内陷形成囊泡被运送进细胞
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小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是一种危害小麦、大麦等禾谷类作物的真菌病害,在我国各小麦主产区发生严重。山东省引起小麦赤霉病的病原菌优势致病种为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)。小麦赤霉病在田间大流行造成作物产量损失和品质下降,严重时甚至绝收。染病小麦粒中产生的真菌毒素对人畜健康有极大的危害。内吞作用是外界物质通过细胞质膜内陷形成囊泡被运送进细胞的过程,对于维持细胞内稳态、调节信号转导和营养吸收至关重要。Syp1是一种定位于细胞质膜上的内吞衔接蛋白,在内吞位点的形成和极化分步中发挥作用。本研究得到的主要结果如下:根据酿酒酵母Sc Syp1进行Blast比对在禾谷镰刀菌中确定一个Fg Syp1基因后,通过SMART-Pfam分析得到Fg Syp1有一个F-BAR结构域和一个mu HD结构域,通过构建进化树分析显示,禾谷镰刀菌Fg Syp1与枯萎镰刀菌和尖孢镰刀菌中的Syp1亲缘关系最近。通过酵母双杂交方法验证了Fg Syp1与Fg Ede1在禾谷镰刀菌中的互作关系。通过Split-marker PCR技术构建Fg Syp1、Fg Syp1/Ede1敲除载体,根据同源重组原理,敲除目的基因。经过抗性筛选、PCR验证和Southern blot印迹杂交验证,得到了ΔSyp1突变体、ΔΔSyp1/Ede1突变体。为了确认Fg Syp1的功能,利用体外克隆的方法得到了ΔSyp1-C回补菌株。ΔSyp1突变体在PDA平板上生长速率较野生型下降了50.4%,ΔΔSyp1/Ede1突变体在PDA平板上生长速率较野生型下降了58.2%。ΔSyp1突变体产孢量较野生型下降了21.4%,ΔΔSyp1/Ede1双敲突变体产孢量较野生型下降了58.5%,低于分别敲除Fg Syp1和Fg Ede1的产孢量,在YEPD培养液中突变体分生孢子萌发率低于野生型菌株,孢子萌发产生的芽管短于野生型菌株。ΔSyp1突变体有性生殖产生子囊壳和子囊孢子,ΔΔSyp1/Ede1双敲突变体产生子囊壳而不产生子囊和子囊孢子,且产生子囊壳的数量少于野生型。突变体菌株的致病性较野生型均明显下降,ΔSyp1突变体致病性较野生型下降了65.5%,ΔΔSyp1/Ede1双敲突变体菌株致病性较野生型下降了92%。DON毒素含量测定显示,ΔSyp1、ΔΔSyp1/Ede1突变体菌株DON毒素含量较野生型分别下降了84.8%和91.3%。ΔSyp1突变体中产毒基因TRI5、TRI6、TRI10基因表达量较野生型分别下降了39%、51.3%、89.3%,ΔΔSyp1/Ede1双敲突变体TRI5、TRI6、TRI10基因表达量较野生型分别下降了99.8%、99.4%、99.7%。ΔSyp1突变体还降低了菌丝的内吞作用,ΔΔSyp1/Ede1双敲突变体抑制内吞作用更为明显。综上所述,Fg Syp1在禾谷镰刀菌菌丝生长、产孢、致病性、内吞中发挥重要作用,而Fg Ede1与Fg Syp1在产孢、致病性和内吞中存在协同作用。
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