【摘 要】
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微菌核是大丽轮枝菌在侵染后期形成的特殊休眠结构,可在土壤中存活14年之久,是植物黄萎病的主要初侵染来源。但迄今为止,微菌核休眠的分子机制尚不清楚。本研究在前期大丽轮枝菌微菌核休眠与萌发转录组数据分析的基础上,选择在微菌核休眠状态高表达的VdToxD1和VdToxD3基因,研究其在微菌核休眠过程中的功能,以期为进一步揭示大丽轮枝菌微菌核休眠的分子机制奠定理论基础。主要得到了以下结果:VdToxD1和
【基金项目】
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科技部国际合作重点专项（项目编号:2018YFE0112500）； 国家自然科学基金项目（项目编号:31371888）； 陕西省自然科学基础研究计划资助项目（项目编号2021JQ-146）；
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微菌核是大丽轮枝菌在侵染后期形成的特殊休眠结构,可在土壤中存活14年之久,是植物黄萎病的主要初侵染来源。但迄今为止,微菌核休眠的分子机制尚不清楚。本研究在前期大丽轮枝菌微菌核休眠与萌发转录组数据分析的基础上,选择在微菌核休眠状态高表达的VdToxD1和VdToxD3基因,研究其在微菌核休眠过程中的功能,以期为进一步揭示大丽轮枝菌微菌核休眠的分子机制奠定理论基础。主要得到了以下结果:VdToxD1和VdToxD3正向调控大丽轮枝菌微菌核休眠。VdToxD1存在锌结合脱氢酶和乙醇脱氢酶结构域,与Fusarium albosuccineum的锌结合脱氢酶的氨基酸序列相似性最高;VdToxD3存在锌结合脱氢酶结构域,与Aspergillus flavus的Tox D蛋白的氨基酸序列相似性最高;采用农杆菌介导的遗传转化方法,获得VdToxD1和VdToxD3基因敲除突变体以及互补突变体菌株;微菌核萌发率测定结果表明,VdToxD1和VdToxD3敲除突变体菌株的微菌核萌发率分别为87.3%和86.0%,显著高于野生型菌株的64.0%。转录因子Vd Crz1与VdToxD1和VdToxD3基因启动子区的特定基序结合。转录因子Vd Crz1已被报道参与调控微菌核的休眠与萌发,本研究利用凝胶迁移阻滞（EMSA）以及酵母单杂交试验证明转录因子Vd Crz1与VdToxD1和VdToxD3的启动子区域结合,且转录因子Vd Crz1与VdToxD1上游-937 bp到-349 bp中的[5?-GGGGCTTGG-3?]、[5?-GTGGCTGAC-3?]、[5?-CTACGCCTC-3?]、[5?-TGAAGCCAC-3?]以及[5?-GCGGCGTAG?]基序结合,与VdToxD3上游-752 bp到-496 bp中的[5?-TGCAGCCAC-3?]以及[5?-CAATGCCAC-3?]基序结合。同时,本研究通过比较VdToxD1和VdToxD3突变体与野生型菌株表型以及致病力方面的差异,探究VdToxD1和VdToxD3的其他生物学功能。结果表明,VdToxD1和VdToxD3负调控大丽轮枝菌孢子产生以及孢子萌发,参与调控大丽轮枝菌对硫酸锌和过氧化氢的敏感性;致病力分析结果表明,VdToxD1不影响大丽轮枝菌对棉花的致病力,VdToxD3负向调控大丽轮枝菌对棉花的致病力。
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