StPP2A-c基因调控玉米大斑病菌致病性的机制研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:Rosa1201
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大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica)引起的玉米大斑病(Northern Corn Leaf Blight)是威胁玉米生产的一种重要叶部真菌病害,常给玉米生产造成重大经济损失。目前的研究发现,病原真菌的信号转导途径对其生长和发育发挥重要的调控作用。PP2A是一种主要的丝/苏氨酸蛋白磷酸酶,该酶位于信号转导通路的下游,通过与磷酸化酶和激酶对各种靶蛋白进行去磷酸化/磷酸化修饰,调节靶蛋白活性。本实验室前期克隆了玉米大斑病菌2A型蛋白磷酸酶催化亚基基因(StPP2A-c),并构建了其敲除载体。为进一步明确StPP2A-c基因在玉米大斑病菌致病性中的调控作用,本试验利用PP2A的特异性抑制剂结合StPP2A-c基因缺失突变体来研究该基因的功能。主要结果如下:1.利用PP2A特异性抑制剂—斑蝥素(Cantharidin)处理玉米大斑病菌野生型菌株01-23,结果显示,斑蝥素可以抑制玉米大斑病菌的菌丝生长、分生孢子萌发、附着胞形成及侵染过程,促进病菌产孢,并可导致胞内黑色素含量增加、胞外黑色素含量减少。2.采用聚乙二醇(PEG)介导的转化方法,将StPP2A-c基因的敲除载体及RNAi载体转化到玉米大斑病菌野生型菌株的原生质体中,经潮霉素抗性(Hgy+)筛选、PCR、Southern bolt及RT-PCR检测得到2株基因缺失突变体和5株沉默转化子。3.2株敲除突变体菌丝生长较野生型慢、形态没有明显的变化,基因敲除突变体正反面的颜色较野生型加深,气生菌丝较少,菌落边缘不规则,分生孢子产量高于野生型,壁(膜)结合黑色素的含量明显升高,与特异性抑制剂试验结果相一致,说明StPP2A-c基因调控玉米大斑病菌菌丝发育,尤其对分生孢子形成及壁(膜)结合黑色素的积累发挥负调控作用。经对病菌穿透能力分析发现,在玻璃纸表面,分生孢子能够发育形成附着胞,其穿透率较野生型降低,而且其形成过程较野生型明显延迟,但致病力检测显示突变菌株的致病力较野生型强;此外,组织病理学观察,发现突变体能够正常侵入寄主组织,HT-毒素活性相对于野生型没有明显的变化,胞壁降解酶的活性略高于野生型。推测,StPP2A-c基因对病菌产孢量的调控作用强于对附着胞形成、侵入以及其他致病因子的影响,其主要通过影响病菌的产孢量,改变病菌的侵染效能,最终调控病菌的致病力。
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