灰葡萄孢侵染垫缺失突变体的筛选及其相关生物学特性的研究

【目的】从农杆菌介导获得的灰葡萄孢Rose BC-3的突变体库中筛选侵染垫缺失突变体菌株,并明确其相关生物学特性。【方法】将菌株接种于洋葱表皮,利用棉兰染色观察侵染垫形成情况,筛选得到一个侵染垫缺失突变体(AT19)。采用形态学方法、离体叶片接种法、钌红染色法、小麦种子幼芽生长抑制法分别对该菌株的菌落培养性状、侵染垫产生情况、致病力、产果胶酶能力以及产植物毒性代谢产物能力进行测定。【结果】筛选灰葡萄孢突变体168株,根据侵染垫形成可分为三类:快速形成侵染垫型(158株)、缓慢形成侵染垫型(9株)和侵染垫形成缺陷型(1株,AT19)。AT19在接种洋葱120 h后依然无法形成成熟侵染垫。该菌株生长较为缓慢,菌落扩展均匀,可以产生分生孢子,对烟草、草莓、蚕豆和豌豆叶片均不能致病,可以产生果胶酶和植物代谢毒性物质。【结论】突变体菌株AT19可以产生果胶酶和植物代谢毒性物质,其致病力缺失与侵染垫产生缺陷相关。研究结果为了解灰葡萄孢侵染垫形成分子机制提供基础材料。

基于RNA高通量测序分析灰葡萄孢侵染垫形成相关基因

灰葡萄孢产生功能上类似附着胞的侵染垫来侵染寄主植物,但目前对于侵染垫形成的分子机制尚不明确。本文利用高通量测序技术对菌株CanBC-1(弱毒,不形成侵染垫)和CanBC-1c-66(强毒,正常形成侵染垫)进行了转录水平比较。结果表明:在菌株CanBC-1中共检测到2 333个差异表达基因(与菌株CanBC-1c-66相比较),其中1 425个基因表达上调,908个基因表达下调。对差异表达基因进行功能注释(GO)分析发现,在细胞组分(Cellular component)中细胞(Cell)和细胞部分(Cell part)这2个亚类所占比例较大,在分子功能(Molecular function)中结合活性(Binding)和催化活性(Catalytic)这2个亚类所占比例较大。这些结果暗示差异基因主要参与细胞、代谢和发育等生物学过程。筛选得到12个与真菌致病相关的基因,其中BC1G_03994和BC1G_01012与稻瘟病菌侵染相关的classⅡ疏水蛋白基因Mhp1同源。RT-PCR检测发现这2个基因在弱毒菌株CanBC-1中表达下调,同时该菌株疏水性降低,推测它们可能参与灰葡萄孢侵染垫形成。这些差异基因的获得为揭示灰葡萄孢侵染形成的分子机制奠定了基础。

链格孢柑橘致病型过氧化物酶体对接复合体蛋白AaPex13和AaPex14的生物学功能

过氧化物酶体是存在于真核细胞中的一类单层膜细胞器,参与多种生理生化代谢过程,而Pex13和Pex14是过氧化物酶体膜上的对接复合体蛋白,参与基质蛋白-受体复合体的跨膜运输。目前,Pex13和Pex14在大多数植物病原真菌中的生物学功能尚不清楚。本研究鉴定了柑橘褐斑病菌链格孢柑橘致病型(the tangerine pathotype of Alternaria alternata)的对接复合体蛋白Pex13和Pex14,并构建基因敲除突变体与回补菌株,探究其生物学功能。结果表明,与野生型和回补菌株相比,ΔAaPex13和ΔAaPex14营养生长、分生孢子形成显著下降,分生孢子的萌发率显著降低,抗氧化能力和抗细胞壁胁迫能力也显著减弱,病菌的ACT毒素产量分别降低30%和33%,在离体叶片上丧失致病力。此外,AaPex13和AaPex14的缺失导致基质蛋白无法定位到过氧化物酶体,过氧化物酶体生物发生存在缺陷。本研究明确了AaPex13和AaPex14在病菌生长发育、过氧化物酶体形成、ACT毒素产生以及维持致病力方面都具有重要的调控作用。