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水稻是全球主要的粮食作物之一,水稻安全生产尤为重要。由Magnaportheoryzae引起的稻瘟病,在世界各个水稻栽培区均有发生,造成水稻产量严重下降。开展稻瘟病菌致病机制的研究,可为病害防治以及抗性品种研发提供有力的理论依据。至目前,已鉴定出大量与稻瘟病菌生长发育和致病相关的基因,涉及分生孢子产生、附着胞分化与成熟、黑色素形成以及甘油合成等。附着胞的形成和甘油的积累依赖于分生孢子内贮存的脂类物质。过氧化物酶体是脂类物质代谢的主要场所。已有研究表明,过氧化物酶体为稻瘟病菌致病性所必需。过氧化物酶体形成过程中,其基质蛋白在细胞质中合成。Pex5与Pex7分别编码过氧化物酶体定位信号1(Peroxisome targeting signal 1,PTSI)和PTS2的受体,与基质蛋白结合,将其转运至过氧化物酶体膜上,然后在过氧化物酶体对接复合体(由Pex13,Pex14,Pex17构成)和锌指状复合体(由Pex2,Pex10,Pex12构成)的作用下,将基质蛋白转运至过氧化物酶体内部。其后,Pex5与Pex7通过泛素结合复合体从过氧化物酶体返回到细胞质中,进入下一轮循环。再循环涉及泛素结合复合体(由一种泛素缀合酶Pex4和它的膜锚定蛋白Pex22组成),以及Pex1、Pex6和相应的Pex6的膜锚定蛋白Pex15、Pex26。至目前,稻瘟病菌中基质蛋白载体再循环相关的基因尚无报道,该过程相关的基因在稻瘟病菌生长发育和致病性中的作用仍不清楚。因此本研究利用基因敲除策略对稻瘟病菌中可能的PEX22同源基因(MoPEX22L)进行了分析。首先,利用基因敲除策略获得MoPEX22L基因缺失突变体。利用荧光蛋白定位检测过氧化物酶体基质蛋白转运情况,发现MoPEX22L基因敲除突变体中PTS1和PTS2定位异常,均无法正确定位到过氧化物酶体。在MM、MM-C、MM-C+0.5%吐温80(Tween80)、醋酸钠(CH3COONa)等脂肪代谢培养基上,MoPEX22L基因敲除突变体不能正常利用长链脂肪酸,但可以利用CH3COONa做碳源。在含有刚果红(Congo red)、玫瑰红(Rose-bengal)和卡氏白(Calcolflour white)的培养基上,MoPEX22L基因敲除突变体的生长被抑制,表明其细胞壁存在缺陷。MoPEX22L基因敲除突变体与野生型菌株在含有甲基紫精(Methyl viologen)或活性氧(H2O2)的培养基上的生长受到严重抑制,表明MoPEX22L基因敲除造成菌株对活性氧的耐受能力下降。在孢子萌发和附着胞形成过程中,发现MoPEX22L基因敲除突变体萌发率和附着胞形成率明显下降。在CM培养基上,MoPEX22L基因敲除突变体菌落大小与野生型菌株相比明显减小,气生菌丝厚度明显变薄。在大麦叶片上的侵染过程,发现MoPEX22L突变体的侵染菌丝明显减少。致病性测定结果表明突变体在大麦上的致病性明显下降。另外,GFP融合蛋白的定位表明,MoPEX22L分布于过氧化物酶体上。以上结果表明,MoPEX22L基因的缺失导致过氧化物酶体的形成受阻,引起代谢功能的缺陷,包括活性氧降解能力、脂肪酸利用能力及细胞壁完整性降低,营养生长及孢子萌发、附着胞形成等一系列缺陷,最终致病性明显下降。