StPP2A-c調控大斑剛毛座腔菌致病性的分子機制.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。目前研究發(fā)現(xiàn)，由G蛋白介導的cAMP、MAPK以及Ca2+信號轉導途徑對于植物病原真菌的生長、發(fā)育以及致病性等多方面發(fā)揮著重要的調控作用。PP2A是生物體內主要的Ser/Thr蛋白磷酸酶，位于信號轉導通路的下游，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節(jié)多條信號轉導通路。
　　本試驗室前期已通過基因敲除

2、技術獲得了StPP2A-c基因的缺失突變體，初步研究發(fā)現(xiàn)，StPP2A-c基因負調控分生孢子的形成以及黑色素的合成。為進一步明確該基因的功能以及調控機制，本研究構建了StPP2A-c基因的回復載體，通過原生質體轉化獲得了該基因的回復突變體;并對大斑剛毛座腔菌野生型菌株以及ΔStPP2A-c突變體進行了轉錄組測序分析。此外，為了分析StPP2A與3條主要的信號轉導途徑之間的關系，本研究還在ΔStPP2A-c突變體的基礎上，對MAPK信號通

3、路中MAPK激酶以及Ca2+信號通路中鈣調素(CAM)、鈣調磷酸酶(CaN)和鈣調素依賴性蛋白激酶(CaMKs)進行了Real-time PCR分析。結果如下:
　　1、在引起玉米大斑病的致病真菌大斑剛毛座腔菌中，StPP2A-c基因負調控分生孢子的形成以及黑色素的合成，該基因的缺失導致分生孢子的萌發(fā)以及附著胞形成明顯滯后，并對氧脅迫敏感。
　　2、轉錄組測序發(fā)現(xiàn)，StPP2A-c基因的缺失導致791個基因的表達存在明顯差異

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

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