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稻瘟病菌导致的稻瘟病是影响水稻产量和质量的重要因素。稻瘟病菌具有典型的生活史和侵染循环,被认为是研究丝状真菌分子生物学和致病机理的理想模式菌。稻瘟病菌基因组全序列的得出,为稻瘟病菌基因功能研究提供了工具,使得稻瘟病菌日益成为研究及分析寄主和病原物互作机理的重要模式菌。研究稻瘟病菌的基因功能及其与寄主的相互作用是寻找新的防病途径的关键,具有重要的科学意义。
细胞自噬,是真核生物中普遍存在的进化上保守的过程。细胞自噬是一种依赖于溶酶体或液泡的降解细胞胞质内容物的途径。在稻瘟病菌中,细胞自噬相关基因在附着胞形成和分生孢子产生、萌发以及侵染等过程中都发挥着重要的作用。研究稻瘟病菌细胞自噬相关基因的功能,对于了解稻瘟病菌致病机理以及预防有重要的作用。
本研究在稻瘟病菌基因组数据库中通过与酵母的同源序列比对,得到稻瘟病菌细胞自噬相关基因MgATG11、MgATG13、MgATG17。利用同源重组的方法,研究稻瘟病菌细胞自噬相关基因MgATG11、MgATG13、MgATG17的功能。获得敲除突变体△Amgatg11、△mgatg13、△mgatg17、△△mgatg17mgatg11、△△mgatg17mgatg13;进行突变体的表型分析,以及绿色荧光蛋白GFP与稻瘟病菌细胞自噬相关基因MgATG11、MgATG13、MgATG17分别融合的分析。
稻瘟病菌细胞自噬相关基因MgATG11、MgATG13、MgATG17单独缺失时对稻瘟病菌的菌落形态、产孢量以及致病性等影响不显著,但是当基因MgATG11、MgATG17共同缺失或基因MgATG13、MgATG17共同缺失时对稻瘟病菌的致病性和产孢量等有显著的影响。本研究中首次研究发现了稻瘟病菌细胞自噬过程相关的基因MgATG11、MgATG17的共同缺失和基因MgATG13、MgATG17的共同缺失可导致稻瘟病菌产孢量降低,孢子萌发推迟,对于水稻和大麦的致病性减弱。