通过RNA干扰方法研究稻瘟病菌几丁质酶家族基因的功能

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几丁质是真菌细胞壁的主要组成成分,几丁质的分解合成影响细胞壁动态变化。真菌几丁质酶通过分解几丁质影响真菌形态建成,生长发育和致病毒力等。稻瘟病菌在菌丝生长,附着胞形成,芽管萌发,侵染扩展等生长阶段都涉及细胞分裂分化,即与几丁质酶相关。因此研究几丁质酶基因功能有助于深入了解稻瘟病菌与水稻互作机制。稻瘟病菌几丁质酶家族基因有15个,可能存在功能冗余,通过基因敲除的方法研究其生物功能研究有一定难度。因此,本研究通过构建RNA干扰载体,同时沉默多个基因,以分析稻瘟病菌几丁质酶基因在致病过程中的作用。我们从预测的15个几丁质酶基因中分别选择60bp的特异序列,串联合成900bpDNA片段,构建RNAi载体。将RNAi载体转化稻瘟病菌原生质体获得RNAi转化子。实时定量PCR的分析结果表明,RNAi突变体中多个几丁质酶基因mRNA转录水平下调。几丁质酶家族基因的功能分析结果如下:与野生型相比,RNAi突变体菌落生长速率略微降低,菌落黑色素减少,分生孢子梗数与产孢量下降,孢子长宽比增加,萌发异常,且分生孢子萌发与附着胞形成略微延迟。同时,RNAi突变体菌丝细胞壁几丁质分布有变化,细胞壁敏感性受到影响。尽管RNAi突变体的致病性没有完全丧失,但侵染叶片的病斑颜色较浅,病斑数降低。几丁质酶基因的沉默导致RNAi突变体生长发育和形态建成异常,不同突变体几丁质酶基因沉默效率不一,引起RNAi突变体之间的表型有差异。综上所述,稻瘟病菌几丁质酶家族基因共同参与调控菌丝的生长、产孢、几丁质分布以及侵染致病等过程。该家族基因生物学功能研究为进一步研究稻瘟病菌的生长发育和致病机理奠定了一定的基础,同时也为研究其它家族基因的功能提供了参考。
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