基于cAMP-PKA途径研究茶碱影响核盘菌菌核形成的相关机制

【目的】菌核在核盘菌生活史中占据核心地位,茶碱可作用于cAMP-PKA途径中的PDEs而影响生物体生长发育,本研究通过外源添加茶碱,研究茶碱对于核盘菌菌核的产生及其通路中相关因子的影响,其结果可为新型杀菌剂的开发提供参考。【方法】首先,通过外源添加不同浓度的茶碱,检测其对核盘菌菌丝生长抑制率及菌核形成情况的影响,其次,通过试剂盒检测茶碱对核盘菌菌丝体内cAMP含量的影响,最后,通过qRT-PCR方法检测外源添加茶碱对于核盘菌cAMP-PKA通路中相关因子的变化。【结果】外源添加终浓度为1~2.5 mmol/L的茶碱,对于核盘菌菌丝生长速率和菌核的形成均有抑制作用,而茶碱终浓度为0.5 mmoI/L对菌丝生长速率几乎没有影响。外源添加的茶碱主要是在菌核原基形成的S4期及菌核成熟的S5阶段提升胞内cAMP含量,而在S1~S3阶段和对照组胞内cAMP含量无差异。茶碱通过抑制PDE2的表达水平使得胞内cAMP含量升高,而下游基因PKA和RAS的表达量也相应减少,外源添加茶碱后ATG8的表达量显著上升。【结论】一定浓度的茶碱对于核盘菌菌丝生长速率和菌核的产生均有抑制作用,外源添加茶碱可通过抑制PDE2的表达而提高胞内cAMP含量,使得下游基因表达量相应减少。