【摘 要】
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真核生物基因非编码序列结构及调控机制的研究是当今生物学研究的新领域,植物病原真菌内含子调控基因表达还鲜为人知。前期获得了抗AbA的灰葡萄孢菌突变株,该突变株的肌糖磷脂酰神经酰胺(IPC)合成酶基因(BcAUR1)缺失内含子,通过测定突变株AUR1的mRNA表达量和IPC合成酶活力,证实了BcAUR1中的内含子对AUR1基因表达具有抑制作用。通过生物信息学分析了酵母和灰葡萄孢菌AUR1基因内含子序列
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真核生物基因非编码序列结构及调控机制的研究是当今生物学研究的新领域,植物病原真菌内含子调控基因表达还鲜为人知。前期获得了抗AbA的灰葡萄孢菌突变株,该突变株的肌糖磷脂酰神经酰胺(IPC)合成酶基因(BcAUR1)缺失内含子,通过测定突变株AUR1的mRNA表达量和IPC合成酶活力,证实了BcAUR1中的内含子对AUR1基因表达具有抑制作用。通过生物信息学分析了酵母和灰葡萄孢菌AUR1基因内含子序列,发现灰葡萄孢菌AUR1基因内含子序列具有与酵母类似的5′剪接位点、3′剪接位点和分支点的保守序列,它们是内含子正确剪接所必需的。以灰葡萄孢菌的cDNA为模板,扩增BcAUR1基因的3′UTR序列,将其构建到pTFCM中。分别将野生型BcAUR1基因和缺失内含子序列1的BcAUR1基因构建到pTFCM-3’UTR中,以3′UTR序列作为同源重组的右臂,AUR1基因的5′序列作为左臂,构建出阳性对照(pTFCM-BcAUR1-HYG-3′UTR)和缺失内含子序列1(pTFCM-BcAUR1-Δ1-HYG-3′UTR)的质粒。将两种质粒通过电击转化根癌农杆菌,获得的根癌农杆菌转化子再转化灰葡萄胞菌,两种质粒的BcAUR1-HYG-3′UTR和BcAUR1-Δ1-HYG-3′UTR与灰葡萄胞菌中的BcAUR1发生同源重组的转化子是具有潮霉素抗性的。通过潮霉素筛选,得到了的灰葡萄胞菌阳性对照转化子、缺失内含子的序列1的转化子。通过实时定量测定灰葡萄胞菌转化子mRNA表达量,高效液相测定IPC合成酶活性。结果表明,阳性对照转化子的mRNA表达量和IPC合成酶活性比野生型灰葡萄孢菌低,说明转化子中的潮霉素基因可能引起了AUR1基因表达下调和IPC合成酶活性下降。缺失内含子序列1的转化子mRNA表达量和IPC合成酶活性比阳性对照低,说明AUR1基因缺失内含子序列1也能下调AUR1基因表达,降低IPC合成酶活力,因此推测内含子序列1可能是对AUR1起正调控作用的元件。在不含AbA的培养条件下,阳性对照转化子的生长稍迟于野生型,缺失内含子序列1的转化子的生长缓慢,孢子萌发和菌丝生长延迟了24h,72h未见分生孢子头的形成。这些结果表明转化子中的潮霉素基因对菌体生长有一定的影响,而且AUR1基因中缺失内含子序列1能抑制菌体的生长。在含AbA的培养条件下,野生型孢子比不加AbA时延迟12h萌发,72h未见孢子形成;阳性对照转化子的孢子萌发延迟到24h,缺失内含子序列1的转化子在72h时未见萌发生长。这些结果表明AbA能抑制孢子萌发、菌体的生长。阳性对照、缺失内含子序列1的转化子菌株的草酸分泌量比野生型分别减少33.7%、63.1%,这说明潮霉素基因和缺失内含子序列1都减少菌株的草酸分泌,因此它们的致病性也比野生型弱。在含有AbA条件下,野生型、阳性对照、缺失内含子序列1的转化子分别与不含AbA时相比,草酸分泌量减少45.5%、46.1%和58.3%,表明AbA能显著减少草酸分泌,潮霉素基因和缺失内含子1序列对AbA导致的草酸分泌减少无抵抗性。阳性对照和缺失内含子的序列1的转化子菌株的纤维素酶和木聚糖酶活力相对于野生型分别减少了15.2%、48%和13.0%、59.7%;含有AbA比缺乏AbA时也分别减少28.3%、36.8%、46.4%和31.4%、31.2%、25.8%。结果表明潮霉素基因和缺失内含子序列1均能降低纤维素酶和木聚糖酶分泌,并且导致致病力下降,AbA能显著抑制纤维素酶和木聚糖酶的分泌,降低致病力。综上所述,潮霉素基因和内含子序列1缺失都引起了IPC合成酶基因表达量及酶活力降低,并降低草酸、纤维素酶和木聚糖酶的分泌,导致菌株的致病力下降,推测内含子序列1可能是BcAUR1顺式作用元件。
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