玉米大斑病菌小柱孢酮脱水酶基因(scd)的克隆与功能分析

根据已知植物病原真菌黑色素生物合成相关基因scd（scytalonedehy dratase）氨基酸序列保守区域设计简并引物，分别以玉米大斑病菌基因组DNA和cDNA为模板，通过PCR技术获得scd基因的同源片段，利用SMART-RACE技术和3′RACE技术获得了scd的cDNA全长序列。并根据scd基因cDNA全长序列设计基因特异性引物扩增玉米大斑病菌基因组DNA获得了该基因DNA全长。通过DNA序列和cDNA序列对比分析发现scd基因编码一个180个氨基酸的开放阅读框架，DNA序列含有两个分别为50bp和78bp的内含子。生物信息学分析表明其氨基酸序列与水稻胡麻叶斑病菌的scd基因的相似性很高。DHN黑色素生物合成途径特异性抑制剂—carpropamid处理玉米大斑病菌，在12～24h之内可以抑制病菌分生孢子的萌发和附着胞的产生，但随着处理时间的延长抑制剂的抑制作用变弱，并且经过抑制剂处理的病菌不能侵入寄主组织或不能在寄主组织内扩展。初步明确了sed与玉米大斑病菌黑色合成途径及致病性的关系。

玉米大斑病菌小柱孢酮脱水酶StSCD家族鉴定及其功能分析

【目的】小柱孢酮脱水酶(scytalone dehydratase,SCD)是黑色素合成过程中的关键酶。本文旨在鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)小柱孢酮脱水酶基因(StSCD)家族,并分析玉米大斑病菌附着胞发育过程中StSCD基因家族表达量差异及SCD抑制剂对黑色素合成的影响,为进一步研究StSCD基因家族在黑色素合成和附着胞发育中的作用打下基础。【方法】利用玉米大斑病菌野生型菌株01-23的全基因组数据,获得StSCD基因家族的全序列,并与玉米小斑病菌(Cochlibolus heterostrophus)、稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)、瓜类炭疽病菌(Colletotrichum lagenaria)等真菌的SCD进行序列比对;收集玉米大斑病菌附着胞不同发育时期的材料进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析,获得不同时期、不同StSCD的表达量,从而确定与病菌侵染和附着胞黑色素化密切相关的脱水酶基因;使用SCD抑制剂环丙酰菌胺处理玉米大斑病菌,测定菌落生长速度、黑色素合成量、附着胞膨压等,确定StSCD在附着胞发育过程中的作用。【结果】玉米大斑病菌全基因组中共鉴定到4个StSCD,其编码蛋白具有SCD保守结构域及保守的催化及底物结合氨基酸残基。StSCD3与灰葡萄孢(Botrytis cinerea)中功能冗余的SCD2蛋白具有较高同源性,StSCD4与多主棒孢(Corynespora cassiicola)中参与黑色素合成的SCD蛋白具有较高同源性。通过分析玉米大斑病菌生长发育过程中不同时期StSCD的表达量发现,在附着胞时期4个StSCD表达量均上调,其中StSCD3、StSCD4表达量上调尤为显著,附着胞再生菌丝时期StSCD3、StSCD4的表达量均显著下降,并且在附着胞诱导整个时期StSCD4的表达量较高。环丙酰菌胺处理玉米大斑病菌后,黑色素合成受阻,附着胞膨压显著降低。【结论】玉米大斑病菌含有4个StSCD,推测StSCD4参与DHN(1,8-间苯二酚)黑色素的合成,并进而影响附着胞膨压积累。

植物防卫机制的化学激活

利用作物自身的防卫机制实现植物保护功能,是植保工作者长时间来梦寐以求、孜孜探索的目标。本文将在概述植物免疫系统和系统获得性抗性的基础上,着重论及几个最具代表性的化学激活剂,以期能在国内植保界和农药界中引起更为广泛的关注。

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