禾谷镰孢菌中β-1,4-D-内切木聚糖酶基因FgXYLD的生物学功能

由禾谷镰孢菌Fusarium graminearum为主要病原菌引起的小麦赤霉病是小麦三大病害之一,对小麦的产量和质量均构成巨大威胁。β-1,4-D-内切木聚糖酶作为一种重要的水解酶,能够降解植物细胞壁的主要成分之一半纤维素,进而在病菌侵染寄主植物时发挥作用。为进一步揭示禾谷镰孢菌中β-1,4-D-内切木聚糖酶基因FgXYLD的功能,本实验将该基因在禾谷镰孢菌中敲除,通过研究FgXYLD基因敲除突变体的基本特性以明晰该基因功能。结果发现,FgXYLD基因的缺失并不影响禾谷镰孢菌的菌落形态、菌落生长速率与分生孢子萌发,但影响分生孢子的产生;在外界胁迫实验中,敲除突变体对戊唑醇、Na^(+)、K^(+)耐受性增强;在有性生殖实验中,敲除突变体的子囊壳形成延迟,子囊孢子喷发有明显缺陷;在致病力实验中,敲除突变体的致病力低于野生型;在DON毒素测定实验中,敲除突变体DON毒素产生量明显减少,部分产毒基因表达水平有所降低。以上结果表明,β-1,4-D-内切木聚糖酶基因FgXYLD在禾谷镰孢菌的逆境胁迫、有性生殖与致病力中扮演一定功能。