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微管作为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)中细胞骨架的重要部分不仅能够维持细胞形态,而且在许多生命活动中都扮演重要角色。先前的研究表明,同为细胞骨架的肌动蛋白微丝(Actin filaments)在毒素运输中起重要作用,用Actin抑制剂Latrunculin A处理菌体细胞可直接导致DON合成相关基因Tri12(毒素运输泵)不运动,从而认为Actin参与毒素运输并起着关键作用。而本实验室前期研究发现,同样作为禾谷镰刀菌细胞骨架重要成分的两个β-微管蛋白(FgTUB1和FgTUB2)在有性和无性生殖上存在功能分化,本课题在此研究基础上来探究微管蛋白是否同样也在毒素运输中起作用以及是否在毒素运输中存在功能分化。通过测定Fgtub1和Fgtub2缺失突变体及微管抑制剂Nacodazole处理后野生型菌株PH-1体外体内产毒、DON合成相关基因(TRI5,TRI6,TRI12)表达量及Tri1表达和Tri12运动来明确两个β-微管蛋白在产毒中的作用。1.通过对Fgtub1和Fgtub2缺失突变体产毒测定发现,与PH-1相比,Fgtub1中体外产毒以及大米产毒略有升高,其侵染小麦能力无显著差异,但对玉米须的侵染能力却显著降低。而Fgtub2中体外产毒、大米产毒以及对小麦和玉米须的侵染能力都有显著缺陷,表明FgTUB1和FgTUB2在菌体产毒方面可能存在功能分化,且FgTUB2对菌体产毒更加重要。2.QRT-PCR结果显示,与PH-1相比,Fgtub1和Fgtub2中TRI5表达量均上调,表明Fgtub2中产毒降低并不是由于TRI基因表达量的降低引起的,猜测是运输受阻导致。3.使用40μg/ml的微管抑制剂Nacodazole处理PH-1来进一步明确FgTUB1基因在毒素运输中的作用,结果发现,Nacodazole的使用导致TRI基因表达及菌体体外产毒均下降,进一步表明FgTUB1基因可能参与到了毒素运输过程。而在Fgtub1中用Nacodazole单独处理FgTUB2导致产毒显著降低,也进一步明确了FgTUB2参与到了毒素运输过程。4.通过对Fgtub1和Fgtub2缺失突变体以及Nacodazole处理野生型后体内毒素产量测定表明FgTUB1和FgTUB2基因的缺失及损伤均导致菌体体内产毒显著升高。5.细胞学观察发现β-微管蛋白的缺失不影响Tri1表达和Tri12运动,而用高浓度抑制剂处理野生型发现Tri12运动受阻,表明FgTUB1和FgTUB2均参与到了毒素运输。6.在用Nacodazole处理野生型时发现细胞质和细胞核处的FgTub2对抑制剂的耐受性也存在差异,表明FgTUB2涉及到了核分裂。综上所述,禾谷镰刀菌两个β-微管蛋白均参与到了毒素运输,但FgTUB2相比于FgTUB1对毒素运输过程以及核分裂更为重要。