论文部分内容阅读
甘蔗鞭黑粉菌Sporisorium scitamineum是引起甘蔗黑穗病(Sugarcane smut)的病原菌,隶属担子菌门孢堆黑粉菌属,是一种具有两种不同的交配型MAT-1和MAT-2的两型真菌,即通过两种不同交配型的单倍体孢子体配合形成双核菌丝,进而侵入宿主甘蔗。因此,配合/产生菌丝对该菌致病性至关重要,但其分子机制至今尚未解析。AGC激酶家族是一组在真核生物基因组中保守的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,具有多种生理功能,包括细胞生长,代谢,分化和死亡。本研究基于本实验室已有的转录组数据鉴定了一种AGC激酶并命名为SsAgc1,通过反向遗传学和生物化学方法对其功能进行了研究。结果表明SsAgc1对甘蔗鞭黑粉菌配合/菌丝生长和氧化应激的耐受性至关重要;外源添加已报道的真菌群体感应分子芳香醇类化合物色醇、芳香族氨基酸及其通过埃利希途径(Ehrlich pathway)降解或犬尿氨酸途径(Kynurenine pathway)代谢过程中的一些中间产物,可以部分地恢复ssagc1(35)配合/菌丝生长,并得到了转录组分析、qRT-PCR分析结果的验证。色醇是目前已鉴定的真菌中群体感应分子(Quorum-sensing molecules,QSMs)之一,它们在酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae中通过埃利希途径代谢产生,但色醇(或其他芳香醇类)在甘蔗鞭黑粉菌致病发育过程的生理功能、合成途径及其转录调控尚未有研究报道。通过埃利希途径中的关键酶Aro8、Aro9、Aro10、DC在野生型(WT)与ssagc1(35)突变体的qRT-PCR分析,发现该4种关键酶与SsAgc1激酶的转录调控有关。然后对ARO8、ARO9、ARO10、DC的同源基因进行了功能分析,研究结果显示ARO8/9对甘蔗鞭黑粉菌配合/菌丝生长至关重要,而ARO10/PDC1对甘蔗鞭黑粉菌配合/菌丝生长并无影响,外源添加物色醇或回补ARO8基因可以部分恢复ssaro8(35)配合/菌丝生长,表明甘蔗鞭黑粉菌的ARO8基因通过催化埃利希途径产生色醇而调控其有性配合/菌丝生长。以上结果揭示了由AGC蛋白激酶介导的信号通路可能通过感知和响应信息素和/或色醇信号分子,再通过转录调控埃利希途径关键酶Aro8、Aro9的表达控制甘蔗鞭黑粉菌色醇信号分子的生成而调控甘蔗鞭黑粉菌配合/菌丝生长。