【摘 要】
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【目的】大丽轮枝菌是土传型的维管束真菌病害,可引起棉花黄萎病,严重影响棉花产量和纤维品质。大丽轮枝菌与寄主互作时,会分泌一些β-1,4-内切木聚糖酶。这些酶为植物细胞壁降解酶,降解植物细胞壁中的木聚糖,促进病原真菌的入侵。目前,已在番茄灰霉病中证实β-1,4-内切木聚糖酶与病原真菌致病力相关。本研究对大丽轮枝菌数据库中的β-1,4-内切木聚糖酶基因进行生物信息学分析鉴定,并对大丽轮枝菌Vdxyn1
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【目的】大丽轮枝菌是土传型的维管束真菌病害,可引起棉花黄萎病,严重影响棉花产量和纤维品质。大丽轮枝菌与寄主互作时,会分泌一些β-1,4-内切木聚糖酶。这些酶为植物细胞壁降解酶,降解植物细胞壁中的木聚糖,促进病原真菌的入侵。目前,已在番茄灰霉病中证实β-1,4-内切木聚糖酶与病原真菌致病力相关。本研究对大丽轮枝菌数据库中的β-1,4-内切木聚糖酶基因进行生物信息学分析鉴定,并对大丽轮枝菌Vdxyn1基因功能进行分析,探索β-1,4-内切木聚糖酶在大丽轮枝菌与寄主互作中的作用。【方法】本研究对大丽轮枝菌基因组数据中的β-1,4-内切木聚糖酶基因进行初步的生物学信息分析,利用基因同源重组敲除技术和HIGS技术对其中一个潜在致病因子Vdxyn1进行初步的功能验证。【结果】1.从大丽轮枝菌全基因组数据库中鉴定出11个β-1,4-内切木聚糖酶基因,包括4个GH10家族成员,5个GH11家族成员和2个GH43家族成员。前期转录组测序结果表明VDAG＿03790、VDAG＿03808、03809、05043和06165这5个基因的明显受到感病品种根系分泌物的诱导表达,表明它们可能与大丽轮枝菌的致病性相关。2.与野生型V592和互补体菌株ECVdxyn1相比,Vdxyn1基因敲除突变体菌株的产生较少的白色菌丝,黑色素形成延迟,孢子萌发率降低,产孢量减少,菌丝上未形成正常的轮状分生孢子梗,穿透力下降;伤根法侵染棉花后,敲除突变体菌株接种的棉花发病明显较轻、病情指数茎段中分离出的菌体量和真菌生物量均明显低于野生型V592和互补体菌株接种的棉花。3.利用HIGS技术成功抑制大丽轮枝菌中Vdxyn1基因的表达后,p TRV2:00和p TRV2:Vdxyn1处理棉株的发病症状、病情指数、茎段中分离出的菌体量和真菌生物量均无明显差异。【结论】从大丽轮枝菌全基因组数据库中鉴定并获得11个β-1,4-内切木聚糖酶基因,其中Vdxyn1基因的表达明显受到感病品种根系分泌物的诱导。Vdxyn1基因参与大丽轮枝菌分生孢子和黑色素的形成,该基因缺失大丽轮枝菌的致病力减弱。利用HIGS技术抑制Vdxyn1基因的表达对大丽轮枝菌的致病力没有影响。
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