禾谷镰孢半胱天冬氨酸酶FgCas4的生物学功能

半胱天冬氨酸酶(caspase)在哺乳动物中参与调控细胞凋亡过程,控制着多种疾病的发生发展。本研究利用基因敲除和回补的方法,获得了禾谷镰孢中半胱天冬氨酸酶基因FgCas4的敲除突变体ΔFgCas4和回补体ΔFgCas4-C。通过观察分析发现,基因FgCas4的缺失并不影响禾谷镰孢(Fusarium graminearum)的生长速率、菌落形态、分生孢子产量、致病和产毒。但是,敲除突变体ΔFgCas4的菌丝分支变多且具有3个隔膜的分生孢子比例较野生型和回补体增加了8.7%。对外界环境胁迫因子耐受性测定显示,ΔFgCas4对杀菌剂和金属离子的敏感性显著增加,同时其细胞内脂滴含量增多,对渗透胁迫因子抗性变强。亚细胞定位发现,半胱天冬氨酸酶FgCas4定位于液泡中。此外,基因FgCas4的缺失导致F.graminearum细胞自噬过程明显提前。上述研究结果表明,F.graminearum中半胱天冬氨酸酶FgCas4主要在菌体无性繁殖、对不同环境胁迫的应答以及细胞自噬过程中发挥重要作用。