球孢白僵菌(Beauveria bassiana)是一种昆虫病原真菌,也是研究害虫防治真菌生长发育和致病机理的重要模型。本研究以球孢白僵菌为对象,探索了凝溶胶蛋白基因BbGEL1对于其生长发育以及毒力发挥的影响。同时,还对AMPK蛋白激酶基因BbSNF1调控球孢白僵菌产孢过程中的下游基因进行了研究。球孢白僵菌BbGEL1功能的研究BbGEL1基因的开放式阅读框为1185bp,无内含子,编码394个氨基酸。该蛋白属于凝溶胶蛋白超家族中的CapG蛋白,由3个类凝溶胶蛋白结构域串联而成。通过同源重组和异位插入技术分别构建该基因的缺失菌株和回补菌株,并以此为基础开展系列的表型分析。BbGEL1蛋白在细胞内不仅可定位于肌动蛋白结构上,而且还有可以以其他形式存在于胞质中。基因敲除后,肌动蛋白在菌丝中点状聚集现象变得不显著。首先,BbGEL1调控球孢白僵菌代谢和对热胁迫的响应。在七种不同碳源中,葡萄糖和醋酸钠为碳源的源的培养上,敲除株相对野生菌株生长直径的下降率最显著；六种不同的氮源中,7天培养后,明胶、牛血清蛋白、酪蛋白为氮源的培养基上,敲除株相对野生菌株生长直径的下降率显著,分别为33.33%、46.15%和44.82%。BbGEL1参与菌株热激胁迫后在室温的恢复生长。基因缺失菌株与野生菌株在热激后生长能力的差异可以在较高生长温度下得以消除。BbGEL1参与菌株代谢和胞外的酸化过程。敲除菌株中,菌液pH以及总蛋白酶活和Pr1酶活下降显著。分析发现,以蔗糖、葡萄糖、海藻糖、甘油分别为碳源,牛血清蛋白为碳源的培养基中,草酸产量胞内外均呈现大幅度增加。蔗糖为碳源时,变化最大敲除株相对于野生株含量显上升幅度为15.4倍。BbGEL1参与菌株分生孢子和芽生孢子的产生。野生菌株和回补菌株第4天开始产生分生孢子,第8天基本达到最大值,而敲除菌株在相同条件下第8天开始观察到分生孢子,但其产量只有野生菌株此时产孢量的6%,第9天也只有30%。在芽生孢子产生上,敲除菌株芽生孢子产量下降了90%以上。同时,敲除菌株菌丝(气生和液生)和孢子(分生孢子和芽生孢子)细胞壁明显变薄。分别使用体壁侵染和血腔注射法研究BbGEL1基因对于球孢白僵菌对大蜡螟毒力的影响,研究发现血腔注射时,敲除菌株半致死时间比野生菌株延长1.3天；在体壁侵染时,敲除菌株半致死时间为8.3天,而此时野生菌株侵染的半致死时间为4.2天,时间延长了将近2倍。由此可见,球孢白僵菌BbGEL1在调控球孢白僵菌代谢、孢子生长及致病力方面有着重要的作用。BbSNFl对于球孢白僵菌产孢的调控分生孢子对于球孢白僵菌在环境中的扩散和生防效能非常重要。SNF1/AMPK蛋白激酶在丝状真菌生长、能量代谢和孢子形成中发挥着重要的作用。我们已经证实,该基因在球孢白僵菌的产孢中发挥着重要作用。本研究显示,BbSNF1敲除菌株菌丝生长和产孢减慢,但是分生孢子产孢结构没发生显著改变。敲除菌株产孢过程中氨基酸代谢发生变化,七种氨基酸含量显著减少(精氨酸,丙氨酸,缬氨酸,苯丙氨酸,赖氨酸,亮氨酸和谷氨酸),同时,添加以上单一氨基酸和混合物均能在一定程度上恢复基因缺失菌株产孢量(43.3-300%)。高通量转录分析揭示了BbSNF1调控的产孢相关基因,富集分析显示这些基因与细胞代谢,细胞修复和运输有关。其中,四种和氨基酸降解有关的基因富集在上调基因中,三种和氨基酸合成有关的基因富集在下调基因中。此外,敲除菌株中细胞骨架、产孢途径的中心调控子及其上游调控基因表达减少。由此可见,BbSNF1通过调控产孢代谢和产孢中心调控基因来影响孢子产量。