禾谷鐮刀菌組蛋白乙酰轉移酶(HATs)和泛素化相關基因FgUbx5的功能研究.pdf

1、禾谷鐮刀菌(Fugarium graminearum)引起的小麥赤霉病是一種毀滅性病害。該病害不僅導致小麥產量和經濟損失，而且產生的真菌毒素也會造成糧食污染，嚴重威脅人畜健康。了解禾谷鐮刀菌生長發(fā)育及致病分子機制是有效控制該病害的重要前提。蛋白乙?；头核鼗趦鹊谋碛^遺傳修飾在寄主植物與病原菌的互作中起重要作用。本文從禾谷鐮刀菌PH-1基因組中鑒定了4個組蛋白乙酰轉移酶（HATs）基因和1個泛素化相關基因FgUbx5，從基礎表型性狀、轉

2、錄組水平和蛋白水平等方面進行研究，以期揭示它們在禾谷鐮刀菌生長發(fā)育及致病過程中的作用機制。
　　一、禾谷鐮刀菌組蛋白乙酰轉移酶對生長發(fā)育及組蛋白乙酰化修飾的影響
　　(1)禾谷鐮刀菌組蛋白乙酰轉移酶對生長發(fā)育的影響:從基因組數(shù)據(jù)庫檢索得到4個HATs基因，F(xiàn)gGCN5，F(xiàn)gRTT109，F(xiàn)gSAS2和FgSAS3，突變菌株表型測定發(fā)現(xiàn)FgGCN5和FgSAS3對禾谷鐮刀菌菌絲生長速率、脅迫反應、分生孢子產量、有性生殖、致病力

3、和DON毒素產量均有顯著影響，F(xiàn)gRTT109對分生孢子產量、有性生殖、致病力有顯著影響;FgSAS2顯著影響菌絲生長速率和分生孢子的產量。
　　(2)禾谷鐮刀菌組蛋白乙酰轉移酶基因FgGCNS和FgSAS3對乙?；揎椀挠绊慒gGCN5基因缺失導致H3的K9、K14、K18和K27的乙?；斤@著降低，表明FgGCN5調控以上位點的賴氨酸乙酰化，F(xiàn)gSAS3基因缺失導致H3的K4和K14位點乙酰化信號強度顯著降低，說明FgSAS

4、3特異地催化以上兩個位點的乙?；襀3K14的完全乙?；枰狥gSAS3和FgGCN5的共同參與。
　　二、禾谷鐮刀菌組蛋白乙酰轉移酶基因FgGCN5和FgSAS3的代謝調控研究
　　轉錄組測序分析顯示兩個突變菌株中分別有3375個和2438個差異表達基因。進一步生物信息學分析表明FgGCN5基因參與多種生物學過程，主要包括核糖體生物合成，rRNA加工，ncRNA加工和細胞氨基酸代謝過程，F(xiàn)gSAS3基因主要參與氧化還原，

5、跨膜轉運和碳代謝。在這些差異基因中多種轉錄因子、有性發(fā)育、致病力及次生代謝相關基因的表達量顯著下調。
　　三、禾谷鐮刀菌泛素化相關基因FgUbx5對生長發(fā)育的影響
　　對FgUbx5基因缺失菌株表型測定發(fā)現(xiàn)，其生長速率下降，菌落呈現(xiàn)不規(guī)則形態(tài)，孢子產量降低，有性生殖能力喪失，產毒能力下降，活性氧累積量增加，致病能力顯著下降，對多種脅迫劑的敏感性增加。
　　四、禾谷鐮刀菌泛素化相關基因FgUbx5的代謝調控研究
　

6、　轉錄組分析顯示突變體中共有2664個差異表達基因，GO富集分析表明FgUbx5主要參與蛋白跨膜轉運，F(xiàn)gUbx5的缺失導致蛋白總泛素化水平增加，說明FgUbx5參與蛋白泛素化降解，親和捕獲質譜分析共篩選出71個與FgUbx5相互作用的候選蛋白。CoIP試驗進一步驗證了FgUbx5與Cdc48之間的互作關系。
　　綜上所述，組蛋白乙酰轉移酶和FgUbx5基因在禾谷鐮刀菌的生長發(fā)育及致病性等方面具有至關重要的作用。這為解析禾谷鐮刀菌