论文部分内容阅读
苹果树腐烂病(Valsa canker of apple)是由苹果黑腐皮壳菌(Valsa mali)引起的重要枝干病害,危害严重,已经成为苹果产业发展的严重障碍,明确病菌生长发育及其致病机制对于有效防控病害十分重要和必要。Som1是作用于调控病原真菌生长发育、形态分化和致病力的环化腺苷酸信号途径(cAMP/PKA)的一个重要转录因子,前期通过对VmSom1缺失突变体(ΔVmSom1)和野生型菌株转录组分析,发现了3个显著差异表达基因VM1G_06657、VM1G_07354、VM1G_11970,但对其功能知之甚少。本研究以VmSom1和上述三个差异表达基因为出发点,通过生物信息学分析获得了这四个基因的详细信息、结构域和系统进化关系。通过对四个基因进行敲除、回复和检测,获得了正确敲除和回复突变体。本研究重在对四个腐烂病菌基因敲除突变株、回复菌株与野生菌株在生长发育、胁迫耐受、致病力方面进行了研究,并探究了VmSom1的缺失对其他三个基因表达的影响。研究结果如下: 1.生物信息学分析表明VmSom1(KUI74346.1)基因大小2723bp,位于12号染色体69225bp-71947bp,编码824个氨基酸,包含4个内含子5个外显子,VmSom1存在着LisH结构域、核定位信号肽(NLS),并且与MoSom1和SomA的同源性较高。VM1G_11970(KUI74531.1)基因大小502bp,位于13号染色体56146bp-56647bp,编码128个氨基酸,包含1个内含子2个外显子,含有Bromodomain结构域。VM1G_06657(KUI71651.1)基因大小1050bp,位于7号染色体209859bp-210908bp,编码349个氨基酸,无内含子,存在一个Myb_DNA-bind_6结构域。VM1G_07354(KUI71339.1)基因大小2120bp,也位于7号染色体2748276bp-2750395bp,编码531个氨基酸,包含3个内含子4个外显子。 2.生长发育研究发现,ΔVmSom1气生菌丝生长柔弱、菌落表面较为湿润,生长显著减慢,且ΔVmSom1始终不产生子实体,说明VmSom1基因对腐烂病菌菌丝生长、分生孢子产生有重要调节作用;ΔVM1G_11970在生长和菌落形态与野生型差异不显著,但是分生孢子产生量大大减少,说明VM1G_11970基因对分生孢子形成有重要调节作用;其他2个基因的敲除突变株在生长、菌落形态和分生孢子产生与野生型差异不显著,说明这2个基因对腐烂病菌的生长、分生孢子产生过程没有明显调控作用。 3.胁迫耐受性结果表明,添加细胞壁胁迫因子(刚果红、CFW、SDS)和渗透胁迫因子(NaCl、山梨醇)后,各菌株在培养基生长均被抑制,四个基因的敲除突变体的抑制率与野生型相比没有明显的差异,说明VmSom1、VM1G_06657、VM1G_07354、VM1G_11970基因对细胞壁和渗透胁迫没有明显的调节作用。 4.致病力测定表明,野生型sdau11-175菌株与ΔVM1G_06657、ΔVM1G_07354和ΔVM1G_11970致病力无显著差异,而ΔVmSom1致病力显著降低。说明VmSom1基因对苹果树腐烂病菌的致病性有重要调控作用,而VM1G_06657、VM1G_07354、VM1G_11970基因对苹果树腐烂病菌的致病力发挥没有明显调控作用。 5.qRT-PCR结果显示,VmSom1基因的缺失可导致腐烂病菌VM1G_06657和VM1G_11970的表达量分别下调了3.3倍和4.9倍,而VM1G_07354基因的表达量上调了7.6倍,说明VmSom1正调控VM1G_06657和VM1G_11970基因表达,负调控VM1G_07354基因表达。 综上所述,VmSom1基因对苹果腐烂病菌菌丝生长、分生孢子产生、致病性有重要调节作用;基因VM1G_11970对苹果腐烂病菌产孢有重要调节作用;基因VM1G_06657、VM1G_07354对病菌的生长发育和致病力上没有明显调控作用,但受VmSom1基因表达的调控作用不一致。