金龟子绿僵菌fluG基因的敲除及对产孢的影响

丝状真菌的fluG基因参与调控分生孢子的生成,然而在昆虫病原真菌金龟子绿僵菌中fluG的作用鲜有研究报道。本研究利用DNA同源重组方法,构建敲除fluG的金龟子绿僵菌突变株,分析突变株的产孢特性。以苯菌灵抗性基因ben作为筛选标记,fluG基因侧翼序列作为同源臂,构建了打靶载体pDHt/sk-fluG-Ben。利用PEG介导将打靶载体转化金龟子绿僵菌的原生质体,获得了苯菌灵抗性转化子。根据靶基因和标记基因检验,确定获得了敲除fluG的金龟子绿僵菌突变株。表型分析显示,fluG突变株继代培养5代仍保持苯菌灵抗性,菌落呈疏松毛絮状,生长相较野生型明显缓慢,不能或者仅能产生极少量分生孢子。说明fluG基因的敲除影响了菌株生长发育,并阻止了分生孢子形成,是金龟子绿僵菌产孢调节的重要基因。本研究为阐述金龟子绿僵菌产孢调控机制提供依据。

蓝光促进绿僵菌产孢和产孢调节基因fluG表达

目的明确蓝光照射对绿僵菌产孢的促进作用及与产孢调节基因flu G表达量的关系,为绿僵菌发酵生产提供光照促进产孢的理论依据和技术参数。方法以绿僵菌高效杀虫菌株M202为试材,平板接种培养,通过显微观察每隔12 h的菌体发育状态,确定菌株发育进程产孢前期、初始期、旺盛期、平稳期的对应时段。以蓝光6 804—54 432 J·m-2的8个能量梯度,照射处理在黑暗中培养至不同发育期即24、48、72 h的菌体,继续培养到产孢稳定期后,采用打孔法取样,以显微计数法检测计算产孢量,评估菌体发育阶段对蓝光的敏感性以及蓝光照射能量对产孢量的影响。克隆flu G,建立flu G real-time PCR反应体系;以蓝光6 804—54 432 J·m-2的8个能量梯度,照射处理发育至48 h即处于产孢前将进入产孢期的菌丝体,照射处理后立即取菌丝,液氮冷冻,提取RNA并反转录成c DNA,通过real-time PCR检测flu G表达量,评估蓝光照射对flu G表达量的影响。结果绿僵菌M202菌株发育24 h前为萌发期,24—72 h为菌丝快速生长期,其中48 h还处于产孢前期,60 h已进入产孢初期,72—96 h为产孢盛期,96—120 h为产孢末期,120 h后为孢子成熟期,7—10 d后产量达到稳定。蓝光不同能量照射24 h菌龄即初期菌丝体,其产孢量与无光照处理的对照无显著差异,照射48 h菌龄即菌丝快速生长的产孢前期,其产孢量显著提高,最适照射能量为20 412—40 824 J·m-2,其中34 020 J·m-2使产孢量最高达无光照处理对照的1.50倍,72 h菌龄即产孢结构形成、产孢量快速增长期对蓝光最为敏感,低至6 804 J·m-2的照射能量即可显著提高产孢量,且宽泛的各剂量均有效。对于flu G的表达,在试验照射剂量范围内,48 h菌龄接受蓝光照射后,flu G表达量显著提高,表达量随照射剂量呈先上升后下降的趋势,在20 412 J·m-2以下较低能量时,flu G表达量与照射剂量成正相关,当照射时间为2.25 h时,表达量达到最高,为无光照处理对照的2.41倍,而在20 412 J·m-2以上较高能量时,二者呈现负相关,随着蓝光照射时间的增加,基因表达量呈下降趋势;灰色关联度分析显示,当关联因子为0.5时,产孢量与flu G表达量的关联度r值为0.74。结论蓝光照射能够促进绿僵菌产孢及flu G表达,不同发育阶段的菌体对蓝光感应有显著差异,在48—72 h菌龄时照射34 020 J·m-2能量可获得最高产孢量,产孢与flu G之间有较高关联度说明flu G参与绿僵菌产孢的调控。

板栗疫病菌cpfluG基因的功能研究

fluG基因在许多丝状真菌中对无性孢子的发育起调控作用,然而在树木病原菌板栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)中,无性孢子的发育调控机制尚未完全明确。本研究克隆了板栗疫病菌的fluG同源基因cpfluG,采用同源重组的方法构建了fluG基因缺失菌株ΔcpfluG。相对于野生型菌株,ΔcpfluG突变株几乎完全丧失产孢能力,色素分泌显著减少,但致病性不受影响。cpfluG基因的缺失导致已知的产孢相关基因cls-31表达量显著下调,但不影响pks基因和cls-32的表达。本研究结果揭示,fluG是板栗疫病菌孢子发育调控的一个关键成员,但板栗疫病菌分生孢子发育的调控细节可能有别于已报道的丝状真菌。