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稻瘟病是一种严重危害水稻的真菌性病害,给水稻的生产带来了严重的威胁。稻瘟病的病原菌稻瘟病菌是一种丝状子囊真菌,具有典型的生活史和侵染循环,目前是丝状真菌致病机理和分子生物学研究的模式。细胞自噬是真核细胞中广泛存在的、在进化上高度保守的一种膜运输过程,负责将待降解的物质甚至是整个细胞器运输至液泡中,将这些物质降解并能够被细胞再利用,对于维持细胞的正常生理活动以及保障细胞内各种生化反应的平衡具有十分重要的意义。正常情况下,细胞内的自噬通常维持在一个比较低的水平,但是在某些情况的刺激诱导下(如饥饿诱导),自噬的发生水平会大大的提高。目前,研究细胞自噬的方法主要有三种:显微镜直接观察自噬,生物化学方法检测自噬过程中代谢物质的变化,通过SDS-PAGE和western blot检测自噬过程中特异蛋白含量的变化。本课题组前期研究表明,细胞自噬与稻瘟病菌的致病密切相关,细胞自噬过程被阻断,稻瘟病菌的致病性完全丧失或大幅度减弱。 本研究主要使用荧光显微镜观察自噬相关基因的亚细胞定位,确定稻瘟病菌细胞自噬相关蛋白在细胞中的分布,通过GFPAtg8在自噬相关基因缺失突变体中降解变化的分析,确定细胞自噬相关基因缺失突变体中自噬流的变化。主要研究结果如下: 1)构建并得到了19个自噬相关基因的荧光表达载体,通过观察和分析19个自噬相关基因在稻瘟病菌分生孢子、附着胞、菌丝和饥饿诱导的菌丝中的荧光定位,发现有9个基因所表达的蛋白(MoAtg3、MoAtg4、MoAtg6、MoAtg7、MoAtg10、MoAtg12、MoAtg16、MoAtg20、MoAtg24)的荧光比较均匀分布在细胞质中;其他10个自噬相关基因的蛋白荧光不是均匀分布在细胞质中,其中MoAtg22、MoAtg27的荧光分布在液泡中,MoAtg33的荧光分布在线粒体中,6个基因所表达蛋白(MoAtg5、MoAtg6、MoAtg8、MoAtg11、MoAtg14、MoAtg17)出现点状分布的荧光。MoAtg8作为自噬的标记蛋白主要分布在自噬体上,呈现点状荧光,但随着自噬进入后期MoAtg8会被降解,点状荧光消失变弥散。因此对部分自噬基因表达的蛋白进行与MoAtg8的共定位,发现MoAtg5、MoAtg6、MoAtg7、MoAtg18能够较好地与MoAtg8发生共定位,说明这些蛋白的作用位点与MoAtg8基本相同,在自噬中起着非常重要的作用。 2)利用western blot的方法,分析野生型Guy11和24个自噬相关基因缺失突变体的自噬流变化,分析了GFPAtg8随不同自噬诱导时间的降解变化,发现在自噬被完全阻断的突变体(ΔMoATG1、ΔMoATG、ΔMoATG3、ΔMoATG4、MoATG5、ΔMoATG7、ΔMoATG9、ΔMoATG12、ΔMoATG14、ΔMoATG16、ΔMoATG18中,GFPAtg8的含量不会随着自噬诱导时间的延长而发生变化,说明了稻瘟病菌的细胞自噬过程被阻断,GFPAtg8的降解也被阻断;在Guy11和突变体ΔMoATG11、ΔMoATG13、ΔMoATG15、ΔMoATG17、ΔMoATG20、ΔMoATG22、ΔMoATG24、ΔMoATG26、ΔMoATG27、ΔMoATG28、ΔMoATG29、ΔMoATG33中GFPAtg8的含量会随着自噬诱导时间的延长而减少,说明细胞自噬过程没有被阻断,GFPAtg8的降解不会受到影响。