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炭疽菌(Colletotrichum genus)是一类重要的植物病原菌,属下种类多,寄主范围广。其中暹罗炭疽菌(C.siamense)是我国橡胶树炭疽病田间优势病原种类,也是许多其他热带作物炭疽病的主要病原。HOG MAPK(High-Osmolarity Glycerol Mitogen-Activated Protein Kinase)信号途径在渗透压胁迫、病原生长发育、致病性和对杀菌剂的敏感性等方面都起重要作用。前期研究表明,HOG MAPK途径成员Cs PBS2参与炭疽菌对杀菌剂咯菌腈(fludioxioil)敏感性调控功能,为了深入了解该信号途径是如何介导调控菌体对杀菌剂咯菌腈敏感性,以HOG MAPK途径成员Cs PBS2为诱饵蛋白,用酵母双杂技术筛选获得互作蛋白CsSCS7。酵母(Saccharomyces cerevisiae)的SCS7是脂肪酸2-羟化酶,是合成单羟基化的肌醇磷酸神经酰胺的关键酶,与药剂敏感性调控有一定关系。所以我们推测Cs PBS2与CsSCS7互作,可能参与调控炭疽菌对药物的敏感性。本研究进一步分析了CsSCS7基因的功能和初步筛选获得CsSCS7的候选互作蛋白,为进一步了解CsSCS7是否参与药剂敏感性调控等功能,以及分析病菌是如何通过HOG MAPK途径调控病菌敏感性等奠定基础。主要研究结果如下:1、炭疽菌CsSCS7蛋白结构分析:CsSCS7基因DNA大小为1271bp,c DNA为1215bp,该基因含有1个内含子,编码404个氨基酸。该蛋白含有一个Cyt b5结构域,一个低复杂度区域,一个跨膜区域,一个羟化酶结构域,与酵母SCS7蛋白结构类似。聚类分析显示其与酵母中脂肪酸羟化酶SCS7有50%的相似性,是酵母SCS7基因的同源基因。2、CsSCS7基因和HOG MAPK途径成员间的表达关系:分别使用HOG MAPK途径激活剂茴香霉素(anisomycin;2×10-3μg/m L)、抑制剂SB203580(53μM)、以及咯菌腈(50μg/m L)处理野生型HN08菌株2 h后,利用q RT-PCR技术分析处理前后CsSCS7基因和HOG MAPK途径的Cs PBS2、Cs Hog1基因的表达量变化情况。结果显示,激活剂茴香霉素处理后,Cs PBS2、Cs Hog1和CsSCS7基因的表达量分别显著上调1.89、9.72和2.88倍;抑制剂SB203580处理后,Cs PBS2、Cs Hog1、CsSCS7显著下调至为对照的0.27、0.25、0.26;咯菌腈药剂处理后,三基因也一致上调,Cs PBS2、Cs Hog1、CsSCS7分别上调6.46、4.31及1.34倍。该结果说明在三种处理条件下,CsSCS7基因与HOG MAPK途径Cs PBS2、Cs Hog1基因存在协同表达关系。3、橡胶树炭疽菌CsSCS7功能的验证:(1)构建获得CsSCS7基因缺失突变体ΔCsSCS7及回补转化子ΔCsSCS7/CsSCS7。表型观察显示:与野生型相比,突变体ΔCsSCS7在PDA,CM,MM,V8四种培养基上菌落直径极显著减少,仅为野生型的6.88-18.15%;ΔCsSCS7突变体的分生孢子较小,其长度较野生型减少了19.63%,宽度减少了20.83%;突变体ΔCsSCS7的分生孢子萌发较野生型晚,且萌发率降低;突变体ΔCsSCS7的发病率和病斑扩展速度都极显著降低。对药剂咯菌腈和咪鲜胺的敏感性提高,当两种药剂浓度达到0.1μg/m L时,突变体ΔCsSCS7的生长受到完全抑制,野生型炭疽菌和回补突变体仍能较好生长。该结果说明了CsSCS7基因是炭疽菌的重要生长因子,且参与生长发育、致病性和药剂敏感性等功能。(2)用GC-MS技术比较了野生型菌株和突变体ΔCsSCS7菌体内的短链和中长链脂肪酸含量。结果显示,在ΔCsSCS7敲除突变体中,中长链脂肪酸中的亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酯酸、亚麻酸、棕榈油酸、反油酸、十七烷酸、十七碳烯酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、月桂酸、二十一烷酸、二十三烷酸、二十碳三烯酸、二十碳二烯酸、辛酸等17个脂肪酸和短链脂肪酸中的乙酸、异戊酸的含量要显著低于在野生型中的含量。而短链脂肪酸中得丙酸和异丁酸的含量显著高于野生型菌株。该结果说明了CsSCS7基因可能影响了部分中长链脂肪酸和短链脂肪酸的合成。4、对炭疽菌CsSCS7蛋白候选互作蛋白的筛选:以CsSCS7为诱饵蛋白,利用酵母双杂交从橡胶树炭疽菌c DNA酵母文库中筛选获得阳性克隆有35个。经分析显示,它们分别为鞘脂C4-羟化酶SUR2、乙酸激酶、葡萄糖淀粉酶、甾醇24-C-甲基转移酶、氰酸盐水合酶、烯醇化酶、β-内酰胺酶水解酶、c-5固醇去饱和酶、22kda糖蛋白、过敏反应诱导蛋白、2型疏水蛋白、抗原类索马甜蛋白、易位蛋白、1,3-β-葡聚糖合酶成分FKS1、胶原蛋白α-5(VI)链、ATP合成酶(线粒体)、转录因子atf21、丙酮酸激酶、转录起始因子IIB、应激蛋白DDR48、过氧化氢酶、含有重复F-box结构的蛋白、dna J热休克家族蛋白、棒状蛋白、吡喃糖脱氢酶、Rho1鸟嘌呤核苷酸交换因子、醇脱氢酶及8个未知蛋白和假定蛋白。