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过氧化氢酶是调节生物体内活性氧平衡的关键酶之一,能将过氧化氢分解成水和氧气。过氧化氢作为活性氧的一种形态存在于生物体内,过氧化氢在低浓度时可以作为一种信号分子;过高浓度的过氧化氢会引起氧化应激,严重时能够导致细胞死亡。玉米弯孢叶斑病是一种由新月弯孢菌(Curvularia lunata(Walk)Boed.)引起的玉米叶部病害,但是其致病机制还不是十分明确。因此本文以玉米弯孢叶斑病菌(CX-3)菌株作为研究对象,得到玉米弯孢叶斑病菌过氧化氢酶基因突变体。明确过氧化氢酶基因功能及其相关信号途径的调控机制,分析该基因对病原菌生长发育和致病能力的影响,为深入研究玉米弯孢叶斑病菌的致病机制奠定基础。得到结果如下:1.成功获得玉米弯孢叶斑病菌过氧化氢酶基因序列并对其进行了生物信息学分析。根据已知C.lunata m118中ClCAT1、ClCAT2、ClCAT3、ClCAT4、ClCATlike基因全序列,经NCBI Blast比对获得C.lunata CX-3中ClCAT1、ClCAT2、ClCAT3、ClCAT4、ClCATlike基因全序列。利用在线分析软件分析,其中ClCAT1基因含有七个外显子,序列长度为1117 bp,编码333个氨基酸,蛋白定位于细胞质,与白粉菌同源性最高。ClCAT2基因序列长度为2501 bp,编码736个氨基酸,外显子个数为21,主要分布在胞外,与异旋孢腔菌CAT3同源性最高。ClCAT3基因序列长度为2723 bp,编码740个氨基酸,外显子个数为21;主要分布在过氧化物酶体上,与异旋孢腔菌CAT2同源性最高。ClCAT4基因序列长度为1833 bp,编码571个氨基酸,外显子个数为10;主要分布在过氧化物酶体和细胞质上,与白色念珠菌同源性最高。ClCATlike基因序列长度为1257 bp,编码404个氨基酸,外显子个数为10;主要分布在细胞质上,在过氧化物酶体和线粒体也有分布,与白色念珠菌同源性最高。2.成功构建了敲除载体pPZP100HGCAT1、pXEHClCAT2、pXEHClCAT3、pXEHClCAT4、pXEHClCATlike质粒并导入农杆菌Agl-1中。利用根癌农杆菌介导的遗传转化(ATMT)获得△ClCAT1、△ClCAT1-C、△ClCAT3和△ClCAT4。3.生物学实验表明,ClCAT1、ClCAT3和ClCAT4对于玉米弯孢叶斑病菌在早期的孢子萌发、生物量、胞内抗氧化胁迫能力、抗外界氧化胁迫能力致病力、抗渗透胁迫能力和致病力方面影响显著。ΔClCAT4对外源氧化胁迫敏感性显著,表明ClCAT4基因调控玉米弯孢叶斑病菌抗外界氧化胁迫能力。ΔClCAT1对NaCl的敏感性显著。表明ClCAT1基因影响玉米弯孢叶斑病菌抗渗透胁迫的能力。4.玉米弯孢叶斑病菌ClCAT1、ClCAT3、ClCAT4基因对相关信号途径基因调控分析。本文通过利用qRT-PCR技术对过氧化氢酶基因影响的相关信号途径关键基因进行表达分析,发现玉米弯孢叶斑病菌CAT基因对G蛋白信号途径,MAPK蛋白激酶途径和光信号途径基因均存在调控作用、密切相关。其中:(1)G蛋白信号途径,ClCAT1基因对nop-1基因存在负调控,ClCAT3对基因对nop-1基因存在正调控。ClCAT3和ClCAT4对gna-1基因起正调控作用;ClCAT1基因对nop-1基因存在负调控,ClCAT3对基因对nop-1基因存在正调控。ClCAT3和ClCAT4对gna-1基因起正调控作用。(2)MAPK蛋白激酶途径,ClCAT1基因对div-4、stk-38和apg-1基因存在负调控,对stk-4基因存在正调控。ClCAT3和ClCAT4对div-4、stk-38、apg-1和stk-4基因存在正调控。(3)光信号途径,ClCAT1基因对wc-1和wc-2基因存在负调控。ClCAT3和ClCAT4基因对wc-1和wc-2基因存在正调控。