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本课题组前期通过生物信息学分析从玉米大斑病菌基因组中鉴定出8个几丁质合成酶基因(StCHS1-StCHS8),但对各个基因在病菌生长发育及侵染过程中的表达规律及功能尚不清楚。在此基础上,本研究利用RNA-Seq技术分析了病菌中几丁质合成酶家族基因在菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉5个发育时期的表达情况,并创制了高表达基因StCHS6的敲除突变体,以阐明该基因在病菌生长发育及致病过程中所发挥的作用。主要研究结果如下:1.玉米大斑病菌菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉5个发育时期的转录组数据显示,StCHS1、StCHS2、StCHS5、StCHS6在5个时期均有较高的表达量,StCHS3、StCHS4、StCHS7、StCHS8表达量较低(FPKM<1)或者不表达。值得注意的是,StCHS6在5个时期的表达量均为最高,预示StCHS6在病菌的生长发育及致病过程中可能发挥重要作用。2.StCHS6位于玉米大斑病菌基因组scaffold1:2066293-2069876(-)的位置,基因全长为3584 bp,CDS序列大小为2703 bp。该基因含有4个内含子,5个外显子,两个相邻内含子相位的组合分别为(1–2)、(2–2)和(2–1)。StCHS6蛋白定位于细胞膜上,包含典型的几丁质合酶催化结构域Chitinsynth1(682aa-694aa)和多个跨膜结构域,其分子式为C4586H6985N1203O1309S30,编码900个氨基酸残基,相对分子质量为100877.98Da,等电点(PI)为8.36,脂肪指数为81.86,亲水性平均值为-0.178,不稳定指数为36.94,属于稳定型蛋白。在该蛋白中,无规则卷曲(Random coil)占43.56%,α-螺旋(Alpha helix)占38.44%,延伸链(extended strand)占13.44%,β-转角(beta turn)占4.56%。3.获得了2株StCHS6基因敲除突变体。通过对StCHS6基因上下游片段和草胺膦(Bar)抗性基因进行克隆并进行连接,成功构建了StCHS6基因敲除载体。基于同源重组原理,采用农杆菌介导的转化技术得到StCHS6基因敲除转化子。通过草胺膦抗性筛选、Bar序列扩增、特异引物扩增、RT-PCR对转化子进行验证,获得2株StCHS6基因敲除突变体△StCHS6-1和△StCHS6-2。4.StCHS6基因参与病菌的生长发育过程。与野生型菌株相比,StCHS6基因敲除突变体菌落颜色变浅且菌落更为致密,菌落生长速率减慢,菌丝细胞长度变短,不产生分生孢子。5.StCHS6基因参与病菌细胞壁的建成。StCHS6基因敲除突变体对细胞壁合成干扰物质刚果红、CFW的敏感性发生改变。与野生型菌株相比,突变体菌株对100μg/mL刚果红的耐受力增强;对20μg/mL CFW处理更加敏感。与野生型相比,2株突变体菌丝中的几丁质含量分别增加了1.47和1.44倍。通过荧光显微镜观察到突变体菌丝尖端细胞几丁质积累。表明StCHS6基因缺失可能影响了菌丝尖端细胞壁中几丁质与其它组分间的组装。6.StCHS6基因参与病菌的致病过程。与野生型菌株相比,StCHS6基因敲除突变体穿透玻璃纸膜的能力减弱;由菌丝诱导出附着胞的过程延迟;在完整玉米叶片及刺伤叶片上形成的病斑均较小。表明病菌的侵染能力及在玉米叶片中的扩展能力均受到了影响。7.StCHS7和StCHS8对StCHS6的功能具有互补作用。在△StCHS6-1中,StCHS7和StCHS8的表达量分别提高了3倍和2.23倍。在△StCHS6-2中,StCHS7和StCHS8的表达量分别提高了3.98倍和2.64倍。