胶孢炭疽菌G蛋白α亚基CgGα2的生物学功能

G蛋白(G protein/GTP binding protein)是能与鸟嘌呤核苷酸结合,具有水解GTP生成GDP,即具有GTP酶(GTPase)活性的蛋白。G蛋白在植物病原菌生长发育及致病过程中发挥着重要的作用,然而目前还未有关于胶孢炭疽菌G蛋白生物学功能的研究。本研究从胶孢炭疽菌中克隆了一个G蛋白α亚基中的基因CgGα2,该基因编码一个354个氨基酸的蛋白,含有一个G_alpha的功能域。利用同源重组的方法获得了该基因的敲除突变体,并且在此基础上得到了突变株的互补株,将两者与野生型相比,突变体表现为营养生长缓慢,产孢量减少,对NaCl和H2O2更加敏感,对SDS的耐受性增加,对致病力无明显影响。以上结果表明,CgGα2参与调控胶孢炭疽菌的营养生长及分生孢子产生,并可能与该病菌的渗透压响应及氧化应激反应有关。     

山茶炭疽菌CcSnf1基因参与调控山茶炭疽菌的生长发育和致病力

 油茶炭疽病是油茶上的重要病害,山茶炭疽菌(Colletotrichum camelliae)是该病害的优势病原菌。本研究以山茶炭疽菌中丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶SNF1蛋白复合体的核心组分CcSnf1为研究对象,研究其在山茶炭疽菌的营养生长、产孢量、孢子萌发、附着胞形成、对环境胁迫因子的响应、对不同碳源的利用、致病力等方面的生物学功能,为油茶炭疽病的防控提供理论依据。研究结果表明,山茶炭疽菌CcSnf1基因编码的蛋白为719个氨基酸,含有一个蛋白激酶催化结构域、一个泛素相关结构域和一个腺苷酸感应器结构域。CcSnf1是果生炭疽菌CfSnf1和胶孢炭疽菌CgSnf1的高度同源物。该基因的敲除体菌丝生长减慢,分生孢子产量显著降低,对不同碳源、细胞壁完整性因子和渗透压胁迫因子有不同程度的敏感性。侵染早期阶段的孢子萌发率和附着胞形成率显著受影响,随后CcSnf1的敲除体对油茶果实和叶片的致病力明显减弱。本研究表明CcSnf1在山茶炭疽菌的菌丝生长、产孢、胁迫因子响应、对特定碳源的利用和致病力具有重要的作用。     

胶孢炭疽菌致病相关基因Plv2功能分析

胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的橡胶树炭疽病是橡胶树三大叶部病害之一,严重威胁着橡胶树的生长。本研究从构建的胶孢炭疽菌RC178 T-DNA突变体库中筛选获得一株致病力明显减弱的突变菌株T1103,其T-DNA为单拷贝。采用TAIL-PCR克隆了该突变体T-DNA插入位点的侧翼序列,通过比对胶孢炭疽菌全基因组序列,发现该TDNA插入位点所在的序列包含一个5 400 bp的基因,将其命名为Plv2。Plv2基因包含3个外显子,编码一个假定的甾醇C-24甲基转移酶。敲除野生型菌株RC178中的Plv2,发现敲除突变体与T1103的致病力表现基本一致,由此推测Plv2基因为致病相关基因。     

胶孢炭疽菌G蛋白信号调控因子CgRGS3的生物学功能

G蛋白信号调控因子(regulators of G-protein signaling,RGS)是G蛋白的一类负调控因子,在植物病原真菌生长发育及致病过程中起着重要作用。为探究胶孢炭疽病菌1个RGS基因CgRGS3的生物学功能,利用PCR技术扩增CgRGS3基因并进行生物信息学分析,通过同源重组的方法获得该基因的敲除突变体,并在突变体的基础上获得互补株,通过表型分析确定CgRGS3的生物学功能。结果表明:CgRGS3编码1个含有367个氨基酸的蛋白,包含1个RGS功能域和3个跨膜区域,表型分析发现与野生型菌株相比,敲除突变体营养生长缓慢,分生孢子产量附着胞形成率显著降低,对Cu~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)离子更加敏感,细胞壁完整性发生改变,黑色素产量降低及致病力减弱等。由此可见,CgRGS3参与调控胶孢炭疽菌的营养生长,分生孢子产生及附着胞的分化、细胞壁完整性、黑色素产生及致病性等。     

希金斯炭疽菌自噬相关基因ChAtg26的功能分析

希金斯炭疽菌(Colletotrichum higginsianum)是一种重要的植物病原真菌,可引起严重的十字花科蔬菜炭疽病,对蔬菜生产造成了很大的影响。为了探究希金斯炭疽菌自噬相关基因ChAtg26在致病过程中的作用,本研究以希金斯炭疽菌侵染拟南芥Col-0后的cDNA为模板,通过qRT-PCR技术测定了ChAtg26基因在侵染过程中的表达模式,并利用同源重组技术构建了ChAtg26基因的敲除与回补突变体,分析了敲除ChAtg26基因对希金斯炭疽菌生长发育与致病能力的影响。结果表明,ChAtg26基因在病菌侵染寄主后0～40 h中有较高的表达量,而敲除ChAtg26基因后,病菌在生长速率、孢子萌发、附着胞形成以及对氧化胁迫敏感性方面没有明显变化,但是会在菌落黑色素累积与对细胞壁胁迫的敏感性方面有所下降,同时其产孢量与致病力会明显降低,说明ChAtg26基因参与了希金斯炭疽菌的黑色素合成、细胞壁胁迫应答反应、产孢与致病过程,并在这些过程中起着重要作用。     

草莓多主棒孢霉小柱孢酮脱水酶基因CcSCD1的功能研究

 多主棒孢霉(Corynespora cassiicola)是世界范围内重要的植物病原真菌,其引起的草莓棒孢霉叶斑病对草莓产业的健康发展具有潜在威胁。小柱孢酮脱水酶(scytalone dehydratase,SCD)是真菌多聚二羟萘类(DHN)黑色素生物合成途径中的关键酶,在植物病原菌致病过程中发挥重要作用。本研究通过同源重组的方法获得了草莓多主棒孢霉小柱孢酮脱水酶基因(CcSCD1)的敲除突变体,并进行了回补和RT-PCR验证。与野生型相比,敲除突变体△CcSCD1-2表现为菌落无色素沉积、菌丝稀疏、产孢量显著下降、分生孢子无色较小以及致病力明显减弱。结果表明,CcSCD1参与调控多主棒孢霉的黑色素生物合成、营养生长、分生孢子产量及致病力。     

苹果炭疽叶枯病菌CgCMK1基因的克隆与功能分析

 苹果炭疽叶枯病是由胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的苹果重要叶部病害,严重威胁苹果树的生长。CMK1-MAPK途径在植物病原真菌致病过程中具有重要的作用。本研究从苹果炭疽叶枯病菌中克隆了黄瓜炭疽病菌(C. lagenarium)CMK1的同源基因CgCMK1。CgCMK1基因ORF全长1 068 bp,编码355个氨基酸。CgCMK1敲除后不影响苹果炭疽叶枯病菌营养生长、色素沉积以及脂滴的转运。ΔCgCMK1突变体产孢能力显著下降、分生孢子萌发但不产生附着胞,外源添加cAMP不能诱导ΔCgCMK1突变体形成附着胞,在ΔCgCMK1突变体中,过表达cAMP信号途径依赖的蛋白激酶催化亚基基因CgCPK1也不能恢复突变体形成附着胞。CgCMK1基因参与氧化胁迫的应答反应,但不参与离子胁迫的应答反应。ΔCgCMK1突变体对苹果叶片完全丧失致病性,即使有伤接种也不能产生病斑。CgCMK1在苹果炭疽叶枯病菌分生孢子和附着胞中均有表达,定位于细胞质。上述结果表明,CgCMK1参与调控苹果炭疽叶枯病菌的分生孢子产量、附着胞的形成、氧化胁迫应答及致病性。     

苹果炭疽叶枯病菌CgCMK1基因的克隆与功能分析

 苹果炭疽叶枯病是由胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的苹果重要叶部病害,严重威胁苹果树的生长。CMK1-MAPK途径在植物病原真菌致病过程中具有重要的作用。本研究从苹果炭疽叶枯病菌中克隆了黄瓜炭疽病菌(C. lagenarium)CMK1的同源基因CgCMK1。CgCMK1基因ORF全长1 068 bp,编码355个氨基酸。CgCMK1敲除后不影响苹果炭疽叶枯病菌营养生长、色素沉积以及脂滴的转运。ΔCgCMK1突变体产孢能力显著下降、分生孢子萌发但不产生附着胞,外源添加cAMP不能诱导ΔCgCMK1突变体形成附着胞,在ΔCgCMK1突变体中,过表达cAMP信号途径依赖的蛋白激酶催化亚基基因CgCPK1也不能恢复突变体形成附着胞。CgCMK1基因参与氧化胁迫的应答反应,但不参与离子胁迫的应答反应。ΔCgCMK1突变体对苹果叶片完全丧失致病性,即使有伤接种也不能产生病斑。CgCMK1在苹果炭疽叶枯病菌分生孢子和附着胞中均有表达,定位于细胞质。上述结果表明,CgCMK1参与调控苹果炭疽叶枯病菌的分生孢子产量、附着胞的形成、氧化胁迫应答及致病性。     

苹果炭疽叶枯病菌致病相关基因CgNVF1的功能初步分析

苹果炭疽叶枯病是主要由胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的一种苹果重要叶部病害,严重威胁着苹果树的生长。本研究从构建的苹果炭疽叶枯病菌T-DNA突变体库中筛选获得一株致病力缺失的突变菌株A3083,采用hiTAIL-PCR方法克隆了该突变体T-DNA插入位点的右翼序列;通过与胶孢炭疽菌基因组序列比对分析,发现T-DNA插入位点位于1个预测的CGGC5_9603基因内,并将该基因命名为CgNVF1。CgNVF1基因全长2252 bp,含有2个内含子,编码709个氨基酸。CgNVF1定位于细胞质,在苹果炭疽叶枯病菌菌丝、分生孢子和附着胞中均有表达。通过构建CgNVF1敲除菌株和CgNVF1互补菌株,并结合表型分析,证实CgNVF1基因在苹果炭疽叶枯病菌附着胞形成及致病中具有重要的作用。     

跨膜感受器Sho1和Msb2在真菌中的功能研究进展

Sho1和Msb2分别为四跨膜蛋白和单链跨膜蛋白,现有研究表明其普遍存在于真菌中,两者结构保守,都具有胞外结构域、跨膜结构以及胞质结构域,且Sho1蛋白主要定位于细胞质膜,Msb2蛋白主要定位于在细胞质膜上,通过质膜的内吞作用将其转运至液泡内。此外,Sho1和Msb2蛋白的不同结构域可与多种信号蛋白结合,参与MAPK信号通路中的不同途径,调节真菌的生长发育和逆境响应。目前在酿酒酵母、白念珠菌、烟曲霉、黄萎病菌、尖孢镰刀菌、禾谷镰刀菌、玉米黑粉菌、稻瘟病菌、灰霉菌、新生隐球菌、荚膜组织胞浆菌等真菌中开展了大量Sho1和Msb2蛋白功能的研究,发现Sho1和Msb2蛋白主要参与真菌的丝状生长、渗透胁迫、氧化应激、细胞壁完整性、温度响应和毒力调控,但其具体功能具有真菌进化特异性。本文综述了Sho1和Msb2的结构特征,对Sho1和Msb2在不同真菌中的功能及其作用途径进行了总结分析,以期为相关研究提供参考。     

欧美杨细菌性溃疡病菌双组分系统lqp0812-lqp0813基因功能研究

  Lonsdalea quercina subsp. populi引起的欧美杨溃疡病是严重威胁欧美杨人工林生产的细菌性病害。双组分系统是细菌最重要的信号转导通路之一,在细菌的生长繁殖、环境适应、胁迫耐受性以及致病过程中发挥重要作用。为探索L. quercina 中双组分系统编码基因的功能,本研究利用同源重组对双组分系统编码基因lqp0812和lqp0813进行缺失突变,并研究其生物学功能。表型分析显示,与野生型菌株N-5-1相比,Δlqp0812和Δlqp0813突变体在生长速率、金属离子胁迫、盐胁迫、渗透胁迫及致病性方面没有显著差异;但Δlqp0812突变体在游动性上与野生型N-5-1相比显著减弱;Δlqp0812和Δlqp0813突变体生物被膜的形成能力,对过氧化氢、抗生素的耐受性都显著增强。qRT-PCR结果显示,在Δlqp0812和Δlqp0813突变体中,外排泵基因acrA、mdtB、aaeB的表达量与野生型相比显著升高。研究结果表明,lqp0812参与病原菌的游动性,lqp0812与lqp0813共同负调控菌株生物膜的形成和对氧化胁迫、抗生素胁迫的耐受性。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

辣椒炭疽病菌对嘧菌酯的敏感性测定

 从江苏和海南省随机采集分离获得45个辣椒炭疽病菌单孢菌株,根据孢子形态鉴定其病原菌为Colletotrichum gloeosporioides和C.capsici,其中C.gloeosporioides占总菌株数的64.4%.筛选出甘油琼脂(AEA)培养基和水琼脂(WA)培养基,分别作为产孢法和孢子萌发法测定辣椒炭疽病菌对嘧菌酯敏感性的适宜培养基.通过孢子萌发法测定2种病原菌45个菌株对嘧菌酯的敏感性范围在0.009~0.091μg/mL之间,平均EC₅₀为(0.047±0.040)μg/mL.其中29个C.gloeosporioides菌株和16个C.capsici菌株的平均EC₅₀值分别为(0.051±0.047)μg/mL和(0.041±0.024)μg/mL.研究发现旁路氧化酶抑制剂水杨肟酸(SHAM)对嘧菌酯抑制分生孢子萌发有协同增效作用,且嘧菌酯抑制辣椒炭疽病菌菌丝生长的能力较弱.     

一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力

 大丽轮枝菌是一种可在广泛的寄主范围内引发黄萎病的土传植物病原真菌,主要以微菌核的形式在土壤中存活多年,因此鉴定与微菌核形成及致病力相关的基因对防治该病害至关重要。本课题组从前期构建的棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体库中筛选到一个微菌核明显减少的突变体,致病力测定结果表明,该突变体致病力明显下降。以棉花黄萎病菌野生型菌株V592的基因组DNA为模板,从棉花黄萎病菌中克隆到被T-DNA插入突变的基因(VdSRP1)编码区全长为415 bp,包含一个外显子,编码一个富含丝氨酸蛋白,与任何已知的注释基因没有显著的序列相似性。为了明确VdSRP1基因在大丽轮枝菌中的功能,利用同源重组的原理及农杆菌介导的遗传转化方法获得了VdSRP1基因的2个敲除体菌株,与棉花黄萎病菌野生型菌株V592相比,VdSRP1基因敲除突变体的微菌核形成明显减少,产孢量及孢子萌发率下降,对棉花的毒力也显著下降。对野生型菌株V592及VdSRP1敲除突变体的转录分析表明,VdSRP1调控一系列与微菌核形成、孢子形成及致病力相关基因的表达。这些结果表明,VdSRP1基因影响大丽轮枝菌的致病力、微菌核形成、产孢及孢子萌发。