玉米大斑病菌SC35同源基因表达规律与互作分析

【目的】获得玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)SC35类剪接因子的基因,并分析该基因家族之间的相互作用及在病菌不同生长发育时期与侵染过程中的表达规律,为明确剪接因子SC35家族与真菌生长发育的关系打下基础。【方法】以拟南芥(Arabidopsis thaliana)SC35编码的氨基酸序列为探针序列,在玉米大斑病菌全基因组数据库进行同源比对,获得玉米大斑病菌中潜在的SC35蛋白;利用生物信息学方法对其保守结构域、系统进化关系进行分析;分别收集接种在感病玉米叶片表面不同时间及玉米大斑病菌菌丝、分生孢子、芽管、附着胞及侵入丝等不同发育时期的材料,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析在对玉米叶片侵染不同时间及不同发育时期可变剪接因子的转录水平;利用酵母双杂交技术明确玉米大斑病菌可变剪接因子之间的相互作用。【结果】在玉米大斑病菌中获得了8个潜在的SC35类蛋白基因,其编码的氨基酸具有典型的SR蛋白(Ser-Arg rich protein)结构域,而StSC1 C端具有2个RRM基序。8个基因位于染色体组的不同物理位置,不具有连锁关系。系统进化分析表明8个剪接因子分布于不同进化支,同源性较低。在病菌侵染寄主叶片过程中,StSC1、StSC2、StSC3、StSC4、StSC5、StSC6、StSC8在侵染18 h时表现为表达上调趋势,StSC7呈下调趋势,StSC4在6—18 h表现出较高表达活性;不同生长时期中,StSC1在病菌附着胞及侵染丝形成时期表达水平极显著上调(P<0.001),是分生孢子时期的24.44、8.25倍,其余7个可变剪接因子在病菌的生长过程中表达水平均呈下调趋势。酵母双杂交结果表明StSC4与StSC6、StSC3与StSC8、StSC3与StSC4、StSC8与StSC4有体外互作关系。【结论】在玉米大斑病菌侵染过程中及不同发育时期可变剪接因子的表达模式不同,StSC4在病菌整个侵染过程均活跃表达;StSC1、StSC4和StSC6对病菌附着胞和侵入丝的形成发挥比较重要的调控作用;StSC4与StSC6、StSC3与StSC8、StSC3与StSC4、StSC8与StSC4通过互作,调控剪接复合体的形成。