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罗伯茨绿僵菌(Metarhizium robertsii)是一种常见的昆虫病原微生物。不同于病毒和细菌需通过寄主摄取食物或水经消化道进入寄主体内,绿僵菌可直接穿透昆虫体壁进入其血腔,并在内增殖,通过分泌多种毒素以及大量增殖消耗寄主营养而将其杀死。罗伯茨绿僵菌作为一种可替代传统化学杀虫剂的新型环境友好型杀虫剂,其潜力越来越被重视,故研究昆虫病原真菌的致病机理有助于利用遗传重组技术创建高效安全的真菌杀虫剂。 我们通过筛选罗伯茨绿僵菌ARSEF2575的T-DNA随机插入突变体库,获得了一株完全丧失杀虫能力的突变体M2880。随后的序列分析发现其中被破坏的基因编码一个与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)膜蛋白Sc-OPY2同源的蛋白Mr-OPY2。Mr-OP Y2的突变体⊿Mr-OPY2不能在昆虫体壁和疏水平皿上形成附着胞结构,失去穿透昆虫体壁的能力而不能杀虫。在高渗透压胁迫下,⊿Mr-OPY2生长与萌发受到严重抑制,萌发的芽管发生严重畸变。⊿Mr-OPY2的表型与WT无异,但部分孢子变大。由于产孢结构受损,产孢量也受到影响。 研究表明,当罗伯茨绿僵菌处于腐生生长时,只有一个翻译效率低的长转录本MrOP Y2-L转录,而一旦当其进入致病阶段,除MrOP Y2-L外还会出现一个翻译效率高的短转录本MrOP Y2-S转录,因此致病阶段有高水平Mr-OPY2蛋白。不同的转录起始位点导致出现了不同的mRNA转录本,二者的差异在于MrOP Y2-L比MrOP Y2-S的5UTR区多出的384bp片段中出现了2个uORFs,uORFs的出现会影响下游Mr-OPY2蛋白的翻译起始。两种mRNA转录本5 UTR区不同的二级结构也可能使得二者拥有不同的翻译起始效率,进而对Mr-OP Y2的蛋白水平进行调控。 Mr-OPY2与接头蛋白Mr-STE50结合,在附着胞形成阶段抑制Fus3-MAPK的磷酸化水平,而在在茵体进入昆虫血淋巴液中后,使下游Hog1-MAPK的磷酸化水平上升。 综上,本文发现,罗伯茨绿僵菌通过转录和翻译两个阶段精准调控膜蛋白Mr-OPY2的表达来控制腐生和寄生生活方式的转换,加深了对昆虫病原真菌致病分子机理的认识。