禾谷鐮刀菌幾丁質(zhì)合成酶的功能研究.pdf

1、小麥赤霉病是威脅小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的最主要病害之一，到目前為止我國(guó)主要通過(guò)化學(xué)防治的方法來(lái)控制小麥赤霉病的發(fā)生和流行。然而，傳統(tǒng)的多菌靈等農(nóng)藥抗性的出現(xiàn)急劇增加，尋找新型、安全的藥劑作用靶標(biāo)更加急迫。
　　幾丁質(zhì)是致病真菌細(xì)胞壁和隔膜的關(guān)鍵組成成分。在細(xì)胞循環(huán)過(guò)程中，幾丁質(zhì)通過(guò)復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制定位到特定的位點(diǎn)，從而維持細(xì)胞的穩(wěn)定性并響應(yīng)各種壓力環(huán)境。由于幾丁質(zhì)在人類和其他脊椎動(dòng)物中并不存在，以幾丁質(zhì)為藥劑作用靶點(diǎn)可能為小麥赤霉病藥劑研發(fā)

2、提供新的參考。
　　幾丁質(zhì)由幾丁質(zhì)合成酶合成。小麥赤霉病病原物禾谷鐮刀菌中共有8個(gè)幾丁質(zhì)合成酶，為了分析每個(gè)幾丁質(zhì)合成酶的功能，我們通過(guò)基因敲除的方法得到了幾丁質(zhì)合成酶敲除突變體。我們發(fā)現(xiàn)FgCHS3b的敲除對(duì)禾谷鐮刀菌是致死的，F(xiàn)gCHS1、FgCHS2、FgCHS7和FgCHS5的敲除會(huì)引起菌絲生長(zhǎng)、產(chǎn)孢量、致病性或壓力反應(yīng)的缺陷。FgCHS3a、FgCHS4和FgCHS6的缺失突變體與野生型并沒(méi)有明顯區(qū)別。敲除FgCHS2發(fā)

3、現(xiàn)突變體出現(xiàn)隔膜變厚和波浪狀隔膜的現(xiàn)象。于是我們還構(gòu)建了FgCHS2和其它6個(gè)幾丁質(zhì)合成酶的雙敲突變體，發(fā)現(xiàn)FgChs2和FgChs1、FgChs7、FgChs5在菌絲生長(zhǎng)上存在功能重疊，F(xiàn)gChs2和FgChs1、FgChs4、FgChs7、FgChs5在無(wú)性生殖上存在重疊，F(xiàn)gChs2和其它6個(gè)幾丁質(zhì)合成酶在致病性、DON毒素、隔膜形成方面都存在功能重疊，而在細(xì)胞壁敏感性測(cè)定上發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)gChs2和其它6個(gè)幾丁質(zhì)合成酶都不存在功能重疊

4、的現(xiàn)象。最后，通過(guò)熒光定量PCR發(fā)現(xiàn)在敲除突變體FgChs2中FgCHS1、FgCHS3a、FgCHS4、FgCHS7、FgCHS5和FgCHS6的表達(dá)量明顯增如，也證明了敲除FgCHS2后其它幾丁質(zhì)合成酶部分回補(bǔ)了它的功能。
　　從我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，盡管有些幾丁質(zhì)合成酶的單敲突變體由于其它幾丁質(zhì)合成酶的功能重疊沒(méi)有表型缺陷，但每個(gè)幾丁質(zhì)合成酶都在菌體中發(fā)揮著作用，這也將為我們以幾丁質(zhì)為藥劑靶點(diǎn)研發(fā)新型安全藥劑提供理論依據(jù)。