论文部分内容阅读
禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)基因组中共有62个ABC (ATP-binding cassette)转运蛋白。通过基因敲除的方法,获得60个ABC转运蛋白基因的敲除突变体；另外2个基因FgABC-01和FgABC-11是病菌的持家基因,尚未获得敲除突变体。在60个基因突变体中,ΔFgABC-11、ΔFgABC-16、ΔFgABC-32和ΔFgABC-25表现严重的菌丝生长缺陷。由于ΔFgABC-11在MM培养基上不能生长,本课题重点研究了59个ABC基因的生物学功能。对59个突变体进行产孢量、孢子形态、孢子萌发、致病性、DON和及23种环境胁迫的测定发现：3个生长减慢的突变体ΔFgABC-16、ΔFgABC-32和ΔFgABC-25均出现产孢、致病和DON合成的严重缺陷,其中ΔFgABC-25对麦穗、小麦叶片和玉米须完全丧失致病力；进一步试验发现该突变体不能穿透小麦叶片和玻璃纸,表明该ABC转运蛋白在调控病菌侵入中起重要作用。对10种药剂敏感性测定发现,FgABC-60、FgABC-30和FgABC-12的单敲突变体对三唑类药剂表现敏感,这3个基因中任意2个基因双敲突变体多三唑类药剂的敏感性进一步增加,表明3个转运ABC蛋白均参与三唑类药剂的运输过程。此外,FgABC-30和FgABC-27分别参与病菌对多菌灵和咯菌腈的敏感性；FgABC-33和FgABC-30参与调控病菌对天然产物PCN(phenazine-1-carboxamide)的敏感性。这些结果表明,FgABC-30能够运输多种结构不同的有毒物质,而其他几个ABC转运蛋白特异性运输一类(种)物质。逆境胁迫试验发现,ΔFgABC-25对氧化胁迫的敏感性显著增加,该突变体中ROS含量也显著增加,且突变体中参与ROS降解的5个酶活基因表达量显著下降；ΔFg02025对细胞壁胁迫的敏感性显著增加,透射电镜发现该突变体菌丝中出现"intrahyphal hyphae"(内生菌丝的菌丝)现象；进一步解析了该ABC转运蛋白参与多种生命活动的分子机制。本研究结果有助于系统理解丝状真菌中ABC转运蛋白的生物学功能,为研发ABC转运蛋白抑制剂提供科学依据。