脫氧雪腐鐮刀菌烯醇產(chǎn)毒菌的篩選及產(chǎn)毒分子機制探究.pdf

1、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)又稱嘔吐毒素(vomitoxin)，主要是禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)、黃色鐮刀菌(Fusarium culmorum)等多種鐮刀菌屬真菌在生長過程中產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，具有典型的細胞毒性、免疫毒性和遺傳毒性。作為一種世界范圍性污染物，我國每年都在收獲的小麥、玉米等谷物中檢出DON，且濃度超過現(xiàn)有國家限量標準，嚴重影響著農(nóng)產(chǎn)品的品質和質量安全。
　

2、　鑒于DON在谷物中存在的普遍性，對病原菌致病機理、DON合成途徑及產(chǎn)毒機制進行研究至關重要，從而可以針對性地調節(jié)病原菌的代謝，減少DON的合成。
　　本論文以DON高產(chǎn)毒F. graminearum和不產(chǎn)毒F. graminearum為研究對象，研究了F. graminearum產(chǎn)生DON的生物途徑及分子機制，主要研究成果如下：
　?。?）利用特異性引物快速篩選法和高效液相色譜法相結合的方法，從赤霉病粒小麥中篩選到7株鐮刀

3、菌，其中6株為DON產(chǎn)毒菌株，1株為陰性菌株。測序分析DON高產(chǎn)毒菌株Fg1和不產(chǎn)毒菌株Fg2的5.8S rDNA-ITS區(qū)基因序列，并對其形態(tài)學進行鑒定，確定兩株菌株均為禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)。
　?。?）實驗室條件下研究了不同碳源、氮源、無機鹽、溫度、pH值等因素對DON高產(chǎn)毒菌F. graminearum Fg1生長和產(chǎn)毒量的影響。結果表明，培養(yǎng)條件不同，菌株的生長和產(chǎn)毒量有較大差異。以糊精為

4、碳源，酵母膏為氮源，基質pH為8.0，培養(yǎng)溫度為25℃時，F(xiàn). graminearum Fg1菌株生長較佳，產(chǎn)毒量最高。
　?。?）通過蛋白質組學技術，對DON高產(chǎn)毒菌株F. graminearum Fg1和不產(chǎn)毒菌株F. graminearum Fg2的差異表達蛋白進行了分析比較。結果顯示，兩株菌株多種基礎代謝相關蛋白，氧化還原調節(jié)蛋白，次級代謝產(chǎn)物合成蛋白，信號傳導蛋白，分子伴侶等調節(jié)性蛋白具有較大差異性。其中甘油醛-3-磷酸

5、脫氫酶（GAPDH）、2,3-二磷酸甘油酸變位酶(PGAM)、丙酮酸脫氫酶（PDH）、FAD結合單加氧酶（FADMO）、4-二磷酸胞苷-2-C-甲基赤蘚糖激酶(CMK)和萜類合成酶（TPS）等參與DON合成的相關蛋白在F. graminearum Fg1中表達明顯上調。
　?。?）通過轉錄組分析技術，對DON高產(chǎn)毒菌株F. graminearum Fg1和不產(chǎn)毒菌株F. graminearum Fg2的差異表達基因進行分析比較，并

6、運用qRT-PCR技術對12個與DON合成相關基因進行驗證。結果顯示，11個基因為DON生物合成的正調控基因，1個基因為DON生物合成的負調控基因。其中，編碼糖酵解途徑相關酶的基因包括葡萄糖激酶基因（FGSG_08774）、2,3-二磷酸甘油酸變位酶基因（FGSG_06055）、磷酸甘油酸激酶基因（FGSG_03992）、烯醇化酶基因（FGSG_01346）在F. graminearum Fg1中表達明顯上調；編碼萜類化合物合成相關酶的

7、基因乙酰輔酶A合成酶基因（FGSG_00330）、O-乙?；D移酶基因（FGSG_03124）、異木霉醇C-15羥化酶基因（FGSG_03191）、細胞色素P450單加氧酶基因（FGSG_01284）、雙功能植物毒素合成酶基因（FGSG_12082）在F. graminearum Fg1中表達明顯上調；編碼MAPKs途徑相關的酶包括絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶Psk1基因（FGSG_00469）、絲氨酸蘇氨酸/蛋白激酶Cek1基因（FGSG_