橡胶树胶孢炭疽菌T-DNA插入突变体库的构建及致病相关基因的筛选

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胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)是橡胶树炭疽病的主要病原真菌。为了寻找新的防控策略,有效防治橡胶树炭疽病,探究橡胶树胶孢炭疽菌的致病机理具有重要意义。病原菌T-DNA插入突变体的构建是筛选病原菌致病因子的有效手段。本研究优化了根癌农杆菌介导的胶孢炭疽菌真菌转化体系,构建了胶孢炭疽菌的T-DNA插入突变体库,并对突变库进行了致病性筛选,具体结果如下:1.由于胶孢炭疽菌对潮霉素不敏感而对氯嘧磺隆较为敏感,我们以pCAMBIA1300载体为骨架,用氯嘧磺隆抗性基因(SUR)替代了其中的潮霉素抗性基因(Hyg),构建了以氯嘧磺隆为抗性筛选标记的双元载体pCAMBIA1300-SUR。2.为了获得充足的胶孢炭疽菌T-DNA插入突变体转化子,我们从农杆菌菌株的选用、乙酰丁香酮(AS)预培养和共培养的浓度、胶孢炭疽菌孢子浓度以及共转化时间等几个方面对根癌农杆菌介导的胶孢炭疽菌遗传转化体系进行优化。结果表明,在乙酰丁香酮(AS)浓度为100 umol/L时,使用OD600=0.8的AGL-1农杆菌菌株与浓度为106个/mL的胶孢炭疽菌孢子进行共转化48 h,转化效率最高,可使转化效率达到480个转化子/106个孢子。3.基于以上体系,我们构建了一个库容量为861的橡胶树胶孢炭疽菌T-DNA插入突变体库。随机挑选部分转化子进行PCR验证,结果均为阳性。表型检测结果发现,有2个突变体菌株(T003和T062)生长速度明显慢于野生型菌株,1个突变体菌株(T261)的菌落菌丝体明显比野生型的稀疏,8个突变体菌株对橡胶树叶片的致病力明显减弱,其中2个菌株(T734和T735)达极显著水平。4.通过hiTAIL-PCR技术,扩增出T734和T735突变体菌株的T-DNA插入位点侧翼序列。通过与胶孢炭疽菌野生型菌株基因组进行序列比对,确定了 T-DNA在基因组上的位置:突变体T734的T-DNA插入位点在scaffold7的514205处;T735的 T-DNA 插入在 scaffold242 的 21791 处。5.进一步对插入位点处序列在GenBank上进行同源搜索,发现突变体T735的T-DNA插入位点在一个编码FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)结合域蛋白(FAD binding domain)基因(XM007286226)的上游 175bp 处。该基因全长 1336bp,本研究中命名为CgFADBP。半定量RT-PCR显示T-DNA的插入导致T735突变株CgFADBP基因表达上调。6.分别构建过表达CgFADBP基因的胶孢炭疽菌突变株和胶孢炭疽菌的CgFADBP基因敲除突变株用于进一步的功能验证分析。目前已经完成CgFADBP基因敲除突变株的构建。
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