热激蛋白转录因子CgHSF1调控胶孢炭疽菌对橡胶树致病力的分子机制研究

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由胶孢炭疽菌引起的炭疽病害是导致橡胶减产的主要病害之一。作为一种半活体寄生型病原真菌,胶孢炭疽菌的生长、发育及侵染寄主等过程受到严格调控。热激蛋白转录因子(Heat shock transcription factor,HSFs)是一类重要的转录调控蛋白。其中,HSF1蛋白广泛存在于真核生物中,参与调控分子伴侣热休克蛋白转录及生物对逆境的耐受能力。但是在植物病原真菌中,HSF1是否参与致病力调控及其分子机制尚不清楚。在本研究中,我们研究了胶孢炭疽菌Cg HSF1在致病力中的作用,并深入探讨了其潜在的机制,具体结果如下:1.克隆了胶孢炭疽菌的热激蛋白转录因子编码基因Cghsf1。并构建了Cg HSF1-GFP融合表达突变株,显微观测发现Cg HSF1主要定位于细胞核中。2.依据同源重组原理,尝试构建Cghsf1敲除突变体菌株。实验无法获得纯合体突变株,表明Cghsf1是胶孢炭疽菌生长必需基因。3.将诱导型启动子—亚硝酸盐还原酶基因启动子(PniiA)插入到Cghsf1编码序列前,构建了Cghsf1诱导型表达突变株PniiA-Cghsf1。对该突变株中Cghsf1的表达量分析表明,硝酸钠作为氮源能够诱导Cghsf1的表达,而谷氨酰胺作为氮源会抑制基因的表达;与此同时,在活体寄生阶段,突变体中Cghsf1的表达量也明显低于野生型菌株(WT)。4.致病力分析发现,PniiA-Cghsf1突变株对橡胶树叶片的致病力显著下降。表明Cg HSF1参与调控致病力;进一步对附着胞形成能力检测结果表明,突变株无法形成正常的附着胞。这些结果表明Cg HSF1通过调控附着胞的形成来调控病原菌的致病力。5.黑色素观测表明,PniiA-Cghsf1的菌丝、附着胞中的黑色素合成明显受到影响。q RT-PCR分析发现,Cg HSF1参与调控胶孢炭疽菌中黑色素合成相关基因的表达。进一步的Ch IP及EMSA分析表明,Cg HSF1能够直接与4个黑色素合成关键基因的启动子区结合,诱导这些基因的表达。综上所述,该研究揭示了Cg HSF1通过控制黑色素生物合成调控真菌致病力的分子机制。
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