StPP2A-c調(diào)控大斑剛毛座腔菌致病性的分子機(jī)制.pdf

1、玉米大斑病(Northern corn leaf blight)作為一種重要的真菌性病害，長期威脅著玉米的生產(chǎn)。目前研究發(fā)現(xiàn)，由G蛋白介導(dǎo)的cAMP、MAPK以及Ca2+信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑對(duì)于植物病原真菌的生長、發(fā)育以及致病性等多方面發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。PP2A是生物體內(nèi)主要的Ser/Thr蛋白磷酸酶，位于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的下游，并與多種蛋白激酶相互配合，通過磷酸化和去磷酸化的方式參與調(diào)節(jié)多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。
　　本試驗(yàn)室前期已通過基因敲除

2、技術(shù)獲得了StPP2A-c基因的缺失突變體，初步研究發(fā)現(xiàn)，StPP2A-c基因負(fù)調(diào)控分生孢子的形成以及黑色素的合成。為進(jìn)一步明確該基因的功能以及調(diào)控機(jī)制，本研究構(gòu)建了StPP2A-c基因的回復(fù)載體，通過原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化獲得了該基因的回復(fù)突變體;并對(duì)大斑剛毛座腔菌野生型菌株以及ΔStPP2A-c突變體進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析。此外，為了分析StPP2A與3條主要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之間的關(guān)系，本研究還在ΔStPP2A-c突變體的基礎(chǔ)上，對(duì)MAPK信號(hào)通

3、路中MAPK激酶以及Ca2+信號(hào)通路中鈣調(diào)素(CAM)、鈣調(diào)磷酸酶(CaN)和鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶(CaMKs)進(jìn)行了Real-time PCR分析。結(jié)果如下:
　　1、在引起玉米大斑病的致病真菌大斑剛毛座腔菌中，StPP2A-c基因負(fù)調(diào)控分生孢子的形成以及黑色素的合成，該基因的缺失導(dǎo)致分生孢子的萌發(fā)以及附著胞形成明顯滯后，并對(duì)氧脅迫敏感。
　　2、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，StPP2A-c基因的缺失導(dǎo)致791個(gè)基因的表達(dá)存在明顯差異

4、，其中323個(gè)基因明顯上調(diào)，468個(gè)基因明顯下調(diào)，且由這些基因所編碼的蛋白多數(shù)為未知功能的蛋白，其余為水解酶家族和糖基轉(zhuǎn)移酶家族相關(guān)蛋白，主要參與色氨酸代謝通路的調(diào)節(jié)。
　　3、利用生物信息學(xué)方法在大斑剛毛座腔菌的基因組中還發(fā)現(xiàn)了4個(gè)CaMK基因，分別命名為CAK1、CAK2、CAK3和CAK4。并利用Real-time PCR技術(shù)，對(duì)所確定的CaMK基因在分生孢子發(fā)育形成侵染結(jié)構(gòu)的過程中不同階段進(jìn)行相對(duì)表達(dá)量分析，CAK2和CA

5、K3表達(dá)較活躍，各時(shí)期表達(dá)水平均接近或高于0h，誘導(dǎo)6h和24 h時(shí)，表達(dá)顯著上調(diào)(p＜0.05);CAK1和CAK4則在各時(shí)期表達(dá)水平均顯著低于0 h(p＜0.05)。
　　4、以大斑剛毛座腔菌野生型、ΔStPP2A-c突變體以及回復(fù)突變體為基礎(chǔ)，對(duì)MAPK激酶（STK1、STK2、STK3）以及鈣調(diào)素(CAM)、鈣調(diào)磷酸酶(CaN)、鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶(CaMKs)進(jìn)行Real-time PCR分析。研究發(fā)現(xiàn)，StPP2A-