稻瘟病菌产孢相关基因SNT2的功能研究

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稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)是影响水稻产量的重要病原菌之一。除了水稻之外,稻瘟病菌还能侵染大麦、小麦、玉米等多种禾本科植物,给粮食生产造成严重损失。因此,明确稻瘟病菌的致病机理、鉴定稻瘟病菌的重要致病相关基因,并以此创制新的稻瘟病菌防治靶点和策略,是保障粮食安全生产的迫切要求。由于稻瘟病菌的遗传转化易操作、并且它与寄主水稻的基因组均已测序,稻瘟病菌已成为研究病原真菌与宿主植物互作分子机制的模式系统。分生孢子是稻瘟病菌的主要侵染单元,孢子的产生和分化途径因此成为了稻瘟病菌的研究热点之一。基因SNT2是植物病原真菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxyporum)的重要产孢相关基因,研究报道表明,尖孢镰刀菌缺失基因SNT2后,产孢能力和致病性严重受损,并且真菌细胞内自噬体的累积也出现异常。模式真菌酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中,基因SNT2所编码的转录因子含有BAH/PHD结构域,并且易富集于氧化胁迫相关基因的启动子区域,其主要功能被认为是调控酵母的氧化胁迫应答反应。稻瘟病菌基因组也包含SNT2的同源基因,但其功能在稻瘟病菌中尚不明确。本文针对稻瘟病菌的基因SNT2,开展了相关研究,获得以下主要结果:1.蛋白序列结构分析表明,SNT2含有一个典型的BAH(bromo-adjacent domain)结构域和3个PHD(plant homeodomain)结构域以及一个ELM2(Egl-27 and MTA1 homology2)结构域,并且稻瘟病菌蛋白SNT2在与其它丝状真菌的SNT2蛋白具有高度相似性。2.为分析蛋白SNT2的亚细胞定位,构建了绿色荧光蛋白GFP融合表达载体,将GFP标记于SNT2蛋白C端,融合表达载体通过PEG介导的原生质体法转化至稻瘟病菌,筛选获得了稳定表达SNT2-GFP融合蛋白的重组菌株,荧光显微观察结果表明,SNT2-GFP融合蛋白主要定位于细胞核。3.采用Split-marker方法,以△ku70为出发菌株,构建稻瘟病菌SNT2基因缺失突变体△ku70△snt2,经PCR验证,共获得了8株独立的由同源重组产生的缺失突变体△ku70△snt2。表型分析结果表明,相比于野生型出发菌株△ku70,突变体生长能力下降,并且对渗透压胁迫(NaCl与Sorbital)、细胞壁胁迫(SDS、CFW、Congo Red)表现出一定的敏感性,并且对氧化胁迫(H202)高度敏感。此外,突变体△ku70△snt2产生分生孢子能力严重受损,并且不能与TH3菌株交配产生子囊孢子。以上结果表明,SNT2基因影响稻瘟病菌的产孢、有性生殖等生长发育过程,并且是调控氧化胁迫应答反应的重要因子。
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