【摘 要】
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罗伯茨绿僵菌(Metarhizium robertsii)作为广谱性昆虫病原真菌,能够侵染数百种昆虫,是最早用于生物防治的真菌之一。从分子生物学手段探究绿僵菌基因在其生长发育和致病力形成等过程中的作用,可以为绿僵菌在生物防治中广泛运用提供理论基础。丝状真菌中,F-Box蛋白具有调节生物体的生长发育、耐受力和致病力的作用,而在绿僵菌中F-box蛋白鲜有研究。因此,本研究在前人基础上,针对绿僵菌中F-
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罗伯茨绿僵菌(Metarhizium robertsii)作为广谱性昆虫病原真菌,能够侵染数百种昆虫,是最早用于生物防治的真菌之一。从分子生物学手段探究绿僵菌基因在其生长发育和致病力形成等过程中的作用,可以为绿僵菌在生物防治中广泛运用提供理论基础。丝状真菌中,F-Box蛋白具有调节生物体的生长发育、耐受力和致病力的作用,而在绿僵菌中F-box蛋白鲜有研究。因此,本研究在前人基础上,针对绿僵菌中F-box家族的Fbx31(MAA_00654)基因,采用基因靶向敲除的方法,探究绿僵菌MrFbx31的生物学作用,主要研究结果如下:1 MrFbx31的生物信息学分析MrFbx31(MAA_00654)全长1902个碱基,包含两个内含子,三个外显子,编码633个氨基酸。通过对MrFbx31保守功能域分析发现其含有一个F-box蛋白结构功能域。通过对F-box系统发育分析发现其与金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)高度同源。2 MrFbx31对罗伯茨绿僵菌生长发育的影响孢子萌发测定的结果显示:较WT相比MrFbx31缺失菌株萌发提前13.97%。根据产孢量测定的结果显示:MrFbx31缺失的情况下7 d和14 d的产孢量较WT大约下降62.50%和63.15%。进一步通过q RT-PCR分析发现Flb C,Flu G和Ste C等多个产孢相关的基因较WT相比在ΔMrFbx31中表达显著下调。结果显示MrFbx31调控罗伯茨绿僵菌孢子萌发和产孢。3 MrFbx31对罗伯茨绿僵菌非生物胁迫抗性的影响根据化学胁迫的测定结果发现:MrFbx31缺失菌株在不同的化学试剂(SDS、CR、H2O2、Menadione和Na Cl)的胁迫中菌落直径较WT菌株无显著性差异;根据热胁迫的测定结果显示:MrFbx31缺失菌株在热胁迫后的萌发率相较WT菌株无显著性差异;根据紫外胁迫的测定结果发现:MrFbx31缺失菌株在紫外辐射后的萌发率较WT菌株相似。综上所述,MrFbx31不调控罗伯茨绿僵菌的非生物胁迫的抗性。4 MrFbx31对调控罗伯茨绿僵菌致病力的影响通过体壁侵染能力的结果发现:较WT相比ΔMrFbx31的体壁侵染能力下降LT50推迟23.05%;通过注射侵染能力的结果显示:较WT相比ΔMrFbx31的注射侵染下降LT50推迟22.67%;进一步探究对可能影响致病力的机制进行分析,使用蝉翅诱导附着孢生成的结果发现:ΔMrFbx31较WT相比在附着孢形态和形成率上无明显差异。使用蝉翅模拟昆虫体壁穿透,结果显示:与WT菌株相比ΔMrFbx31菌株的穿透后在生长3 d的直径下降28.48%。以上结果表明MrFbx31调控罗伯茨绿僵菌的致病力。5 MrFbx31互作蛋白的鉴定分析基于matting法对绿僵菌酵母双杂文库筛选MrFbx31互作蛋白,并结合酵母双杂系统进行验证:结果发现五个基因编码的蛋白在酵母双杂系统中与MrFbx31互作,分别为:MAA_02426编码的DUF4604蛋白,MAA_07347编码的谷胱甘肽转移酶蛋白,MAA_07709编码的Anoctamin蛋白和MAA_05707编码的F-box蛋白,MAA_09111编码的NUDIX13蛋白。以上数据表明MrFbx31可能与上述蛋白互作发挥作用。综上所述,MrFbx31参与调控罗伯茨绿僵菌的生长发育和致病力等生物学功能。
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