稻瘟病菌bZIP轉(zhuǎn)錄因子MoGcn4的生物學(xué)功能分析及化合物sporothriolide對(duì)稻瘟病菌的影響研究.pdf

1、水稻是世界上主要的糧食作物，水稻病害嚴(yán)重影響著我國(guó)的水稻生產(chǎn)。由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是我國(guó)水稻生產(chǎn)上的三大病害之一，全球每年因稻瘟病造成的水稻產(chǎn)量損失約占總產(chǎn)量的10％-15％，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十億美元。目前生產(chǎn)上主要采取化學(xué)防治和種植抗病品種來(lái)防治稻瘟病，但是由于稻瘟病菌生理小種易發(fā)生變異，易導(dǎo)致抗病品種在推廣2-3年后逐漸喪失利用價(jià)值;同時(shí)單一的化學(xué)防治也容易使病菌產(chǎn)生抗性。因此，稻瘟病的防治始終

2、是水稻生產(chǎn)上的一個(gè)難題，而控制該病害的一個(gè)重要前提是了解其病原茵生長(zhǎng)發(fā)育及致病過(guò)程中的分子機(jī)理。
　　真核細(xì)胞中絕大多數(shù)參與細(xì)胞外泌的蛋白質(zhì)和膜蛋白都會(huì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上加工修飾，但是當(dāng)細(xì)胞中錯(cuò)誤折疊或未折疊的蛋白質(zhì)過(guò)多超過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)承受能力時(shí)，便會(huì)發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)。細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)一系列反應(yīng)來(lái)應(yīng)對(duì)蛋白質(zhì)的積累，即非折疊蛋白反應(yīng)(UPR，unfolded protein response)。本實(shí)驗(yàn)室前期對(duì)稻瘟病菌中的bZIP轉(zhuǎn)錄因子MoHac1的

3、功能進(jìn)行了研究，證明該轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)控稻瘟病菌的UPR信號(hào)途徑，且在病菌的生長(zhǎng)、無(wú)性繁殖及致病過(guò)程中具有重要作用。在釀酒酵母中，Gen4及其誘導(dǎo)因子Gcn2是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中誘導(dǎo)UPR基因表達(dá)所必需的蛋白。Hac1和Gcn4通過(guò)結(jié)合靶基因的啟動(dòng)子序列激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。研究證明，在釀酒酵母中，Gcn4在氨基酸生物合成、細(xì)胞壁完整性及對(duì)氧化脅迫應(yīng)答過(guò)程中具有重要的調(diào)控作用。本文第一章從稻瘟病菌全基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中鑒定了一個(gè)與釀酒酵母bZIP轉(zhuǎn)錄因子

4、Gcn4同源的蛋白，命名為MoGcn4，并對(duì)其生物學(xué)功能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MoGCN4基因敲除突變體的產(chǎn)孢能力和對(duì)大麥及水稻的致病力較野生型均顯著下降，且突變體對(duì)氧化脅迫的耐受性較野生型顯著升高，但對(duì)細(xì)胞壁完整性脅迫和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫耐受性無(wú)顯著變化。上述結(jié)果表明MoGcn4參與調(diào)控稻瘟病菌的無(wú)性繁殖和致病過(guò)程，同時(shí)參加對(duì)外界氧化脅迫的應(yīng)答過(guò)程。
　　化合物sporothriolide是來(lái)自植物內(nèi)生真菌Nodulisporium

5、 sp.的次級(jí)代謝物。多節(jié)孢屬(Nodulisporium)真菌屬子囊菌門(Ascomycota)糞殼菌綱(Sordariomycetes)炭角菌目(Xylariales)炭角菌科(Xylariaceae)。本文第二章測(cè)試了sporothriolide對(duì)稻瘟病菌分生孢子萌發(fā)和致病力的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，0.25ppm藥劑對(duì)分生孢子的萌發(fā)沒有影響，而2.5ppm和25ppm的藥劑能夠完全抑制分生孢子的萌發(fā)。致病性測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，sporot