基体亲疏水性及SLM2基因对玉米大斑病菌侵染的影响

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植物在生存过程中进化出复杂的表面结构,如角质层、蜡质层、表皮毛等,抵御生物和非生物胁迫。植物病原真菌与寄主相互作用的过程起始于病原菌对植物表面物理结构的接触和识别。病原真菌在与植物相互作用的过程中形成多样、有效地策略识别并侵染寄主。研究表明植物表面的化学成分、物理结构与植物表面的亲疏水性密切相关。一般而言,植物叶片表面多为疏水表面,具有防雨雪、抗氧化、自清洁能力等功能,同时对病原菌的侵染也有影响。玉米大斑病(Northern corn leafblight)是发生在玉米叶部的、由大斑病凸脐蠕孢菌(Setosphaeria turcica,俗称大斑病菌)引起的真菌性病害。玉米大斑病菌侵染玉米叶片时首先感知叶片的亲疏水、硬度等物理性质。为研究叶片表面亲疏水性对玉米大斑病菌的影响,本研究将玉米大斑病菌分生孢子接种到亲、疏水性的不同玻璃片进行实验。观察玉米大斑病菌分生孢子在亲、疏水玻璃片上发育的差异;选取不同抗感品种的玉米叶片,分析其表面与亲疏水的关系并观察病菌分生孢子在玉米叶片上发育的差异;利用同源重组的方法获得玉米大斑病菌细胞骨架基因Stslm2的敲除突变体,对其表型、侵染结构及致病力进行分析,初步探讨Stslm2基因在调控大斑病菌细胞骨架中的功能。主要研究结果如下:1.疏水玻璃片上培养的玉米大斑病菌分生孢子的萌发率高于亲水玻璃片,在疏水玻璃片上能够产生多重附着胞;分生孢子在亲水玻璃片上形成的芽管长度较长。2.大斑病菌分生孢子芽管内脂滴颗粒的大小分布不同,在亲水基体(hydrophilic substrate)上的脂滴颗粒明显大于疏水基体(hydrophobic substrate)上的脂滴颗粒;分生孢子芽管内的糖原分布在亲、疏水基体上未观察到显著差异。3.大斑病菌分生孢子在抗感品种玉米叶片上的发育明显不同。在抗病品种郑单958叶片上分生孢子萌发产生的芽管长度明显长于在感病品种先玉335叶片产生的长度、且易形成多重附着胞。4.通过PEG介导的遗传转化法,筛选得到两株Stslm2基因缺失突变体菌株。突变体菌株的生长速率明显小于野生型菌株的生长速率;突变体菌株产孢量明显低于野生型菌株的产孢量;分生孢子接种到玉米叶片后突变体菌株产生的侵染点明显少于野生型菌株。
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