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有性生殖在真菌的生活史和进化过程中具有重要作用,而交配型基因是控制有性生殖的关键因子。前期研究发现稻曲病菌(Villosiclava virens)MAT1-2型菌株中包含MAT1-2-1和MAT1-2-8两个交配型基因,但是它们如何调控稻曲病菌有性生殖依然不清楚。本文研究了它们在不同侵染和生长发育时期的表达模式和编码的蛋白结构特性。研究表明MAT1-2-1在侵染不同阶段一直下调表达;而MAT1-2-8在侵染早期(5 dpi)上调表达,在侵染后期下调表达。与营养菌丝阶段比较,MAT1-2-1和MAT1-2-8在有性发育过程菌核形成、菌核萌发、子座原基形成和子座成熟4个阶段的表达量都是下降的,在菌核形成阶段表达量最低。生物信息学分析显示MAT1-2-1和MAT1-2-8具有磷酸化位点,为非分泌蛋白,无明显的跨膜结构域。蛋白同源比对分析表明MAT1-2-1与香柱菌(Epichloë typhina)的MAT1-2-1同源性最高,而MAT1-2-8与绿僵菌(Metarhizium)的MBR_08192蛋白同源性最高。进一步研究发现MAT1-2-1和MAT1-2-8能够互作,并分别主要定位在细胞核和细胞基质中。通过质谱技术鉴定到MAT1-2-1的一些候选互作蛋白,如假定Ran交换因子Prp20/Pim1(KDB12229.1)、假定rRNA处理蛋白Ebp2(KDB12923.1)及组蛋白H1(KDB12711.1)等。因此,以上结果为研究稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8调控有性生殖的生物学功能奠定了基础。 相似文献
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稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。 相似文献
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针对2013-2017年从江苏省采集标样并分离得到的共计621个稻瘟病菌[Magnaporthe oryzae (Hebert)Barr]单孢菌株,利用10对稻瘟病菌无毒基因(ACE1、PWL1、Avr-Pita、Avr1-CO39、Avr-Pizt、Avr-Pib、Avr-Pia、Avr-Pii、Avr-Pik、Avr-Pi9)特异性引物进行扩增,分析江苏省稻瘟病菌无毒基因的分布及频率。结果表明:上述10个无毒基因在江苏省均有分布,但出现频率不同,其中平均扩增频率最高的为Avr-Pib,达到74. 56%,最低的是Avr-Pia,只有9. 34%。Avr-Pib、Avr-Pik、Avr-Pizt连续5年扩增频率较高且稳定遗传。此外,采用日本清泽鉴别品种对稻瘟病菌供试菌株进行致病力测定,结果表明供试菌株对Pi-zt、Pi-z、Pi-ta、Pi-ta2、Pi-i表现为弱毒力。综上所述,江苏省稻瘟病菌群体组成较为复杂,且存在较大易变性;无毒基因的分布存在较大差异,且与地理区域密切相关。 相似文献
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【目的】分析稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)致病力减弱的T-DNA插入突变菌株B1241的生物学性状和致病力,并结合分子生物学手段研究其T-DNA插入位点的侧翼基因,以解析突变基因在稻曲病菌生长和致病过程中的作用,从而为阐明稻曲病菌致病机制提供理论基础。【方法】以野生菌株P1作为对照,观察并检测突变菌株B1241的菌落形态、生长速率、孢子形态、产孢量等生物学性状;采用注射接种的方法将菌丝和孢子的混合液接种于水稻穗苞中,统计每穗发病的病粒数,分析B1241的致病性变化;突变菌株B1241在不含有潮霉素的PSA平板上转接5代之后,PCR检测T-DNA插入的稳定性并通过Southern杂交分析B1241中T-DNA插入的拷贝数;利用HiTail-PCR获得T-DNA插入位点的侧翼序列,经NCBI比对得到侧翼基因;运用RACE-PCR克隆插入位点侧翼基因全长;qRT-PCR分析侧翼基因的表达情况。【结果】经生物学特性观察及田间接种发现,与野生菌株P1相比,突变菌株B1241在固体培养基MM、PSA和TB3上的菌落和孢子形态以及生长速率无显著差异,其致病力、产孢能力均呈极显著下降。B1241在不含潮霉素的PSA平板上转接5代之后,仍能扩增到GFP和HPH基因,说明T-DNA已经稳定地插入到其基因组中。Southern杂交结果显示T-DNA在该突变菌株中以单拷贝的形式插入。经扩增并比对侧翼序列,T-DNA的插入位点处少了28 bp的稻曲序列,有37 bp在T-DNA及稻曲病菌基因组中都没有比对到。NCBI比对发现,侧翼基因Uvt-1241与UV-8b菌株的UV8b-7878基因同源,开放阅读框长2 317 bp,包含81和106 bp的2个内含子,编码709个氨基酸。经RACE-PCR获得基因全长2 650 bp,5'非编码区长度为14 bp,3'非编码区长度为319 bp。T-DNA插入在基因Uvt-1241的启动子区域,位于起始密码子之前516 bp处。qRT-PCR分析结果表明,Uvt-1241在该突变体中表达量下降。该基因编码一个糖基水解酶18家族的蛋白,同时含有一个保守结构域D××D×D×E。【结论】稻曲病菌突变菌株B1241中,T-DNA插入到基因Uvt-1241的启动子区域,从而导致该启动子功能部分缺失,基因表达量下降,使得突变菌株的生长、产孢等生物学特性及致病力发生改变,由此推测该基因可能在稻曲病菌生长及致病过程中起着重要的作用。 相似文献
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稻曲菌交配型初探 总被引:2,自引:0,他引:2
稻曲菌(有性态:Villosiclava virens;无性态:Ustilaginoidea virens)有性繁殖产生的子囊孢子是水稻稻曲病可能的初侵染源之一,交配型基因座对真菌有性繁殖中的性别控制起着决定性作用。为进一步揭示稻曲菌的有性繁殖方式,本研究首次克隆了稻曲菌交配型基因mat1-1-1的α-结构域(α-domain)相应核苷酸序列,发现其与麦角菌科真菌Cordyceps militaris、Cor. bassiana和Claviceps purpurea的mat1-1-1基因中α-结构域相应核苷酸序列同源性分别为61%、63%和68%;根据mat1-1-1和mat1-2-1部分基因序列设计特异性引物,并使用PCR方法检测了来源于3个异源子座的240个子囊孢子单孢菌株和50个田间菌株的交配型基因,结果显示稻曲菌mat1-1-1和mat1-2-1基因分别存在于不同菌株中;将具有相同或不同交配型基因的菌株配对接种,发现菌核通常产生在mat1-1-1和mat1-2-1基因型菌株配对接种产生的稻曲球上,其中大部分菌核可萌发产生子座,而菌株单独接种或具有相同交配型基因的菌株配对接种水稻后多数不能形成菌核;根据以上结果初步推断稻曲菌为异宗配合真菌。 相似文献
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恶苗病是水稻生产上较为严重的种传真菌病害,咪唑类广谱内吸性杀菌剂咪鲜胺是目前防治该病害的主要药剂。以对咪鲜胺抗性及敏感的田间水稻恶苗病菌为试材,研究了其适合度及对几种常用杀菌剂的交互抗性。结果显示:抗性菌株的抗药性可稳定遗传,其温度敏感性与敏感菌株无明显差异,部分抗性菌株在菌丝生长速率、产孢量、孢子萌发率和致病力方面显著高于田间敏感菌株;咪鲜胺与三唑类及2-氰基丙烯酸酯类杀菌剂之间均无交互抗性。研究表明,对咪鲜胺产生抗性的水稻恶苗病菌具有较强的适合度,在田间自然条件下有可能形成优势群体,因此需合理轮换使用不同作用机制的杀菌剂,以延缓其抗药性的发展。 相似文献
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前期研究发现江苏省稻曲病菌对三唑类杀菌剂存在抗药性风险,为进一步明确江苏省稻曲病菌对三唑类杀菌剂的抗药性发展规律,指导全省三唑类杀菌剂的科学使用,利用菌丝生长速率法,测定了2020年江苏省6个地区和2021年江苏省7个地区共计219个稻曲病菌单孢菌株对三唑类杀菌剂的敏感性,并通过测定抗性菌株的生长速率和对水稻的致病力对其适合度进行了分析。结果表明,2020年采集的84株稻曲病菌对丙环唑均敏感;2021年,在靖江市监测到1株抗药性菌株,该市抗性频率为6.7%,全省抗性频率为0.7%;抗性水平2.2倍。进一步对筛选到的稻曲病菌抗药性菌株适合分析发现,抗药性菌株生长和致病力与敏感菌株相比均无显著差异,表明在三唑类杀菌剂的田间选择压下,抗药性可能会进一步发展。本研究明确了江苏省稻曲病菌对三唑类杀菌剂存在低抗药性风险,目前在做好抗药性监测的前提下,三唑类杀菌剂可继续作为江苏省防治稻曲病的主要药剂。 相似文献
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【目的】稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻生产上一种最具破坏性的真菌病害,严重威胁我国的水稻生产安全。研究转运蛋白MoMfs2编码基因MoMFS2(MGG_01301)在稻瘟病菌生长发育及致病过程中的功能,为开发新型杀菌剂提供参考。【方法】利用基因敲除策略将其进行缺失突变并对突变体进行了一系列的生物学表型分析。【结果】实验显示该突变体无论在自然培养基还是在合成培养基上,生长速率较野生型均没有变化,表明MoMFS2基因不参与稻瘟病菌对营养的吸收利用;另外,该突变体原生质体释放速度变慢,对细胞壁胁迫因子刚果红和SDS耐受性显著增强,表明该基因参与了对细胞壁胁迫的应答,进一步推测其在稻瘟病菌细胞壁完整性发挥重要作用。此外,该突变体不能在含有刚果红和ABTS平板上产生晕圈,同时其对胞外漆酶和过氧化物酶的分泌显著降低,表明MoMfs2参与了对胞外漆酶和过氧化物酶的分泌;另外该突变体对不同类型的杀菌剂(咪鲜胺、多菌灵、和嘧菌酯)敏感性显著增强,表明该突变体对杀菌剂的耐受性降低,推测MoMFS2基因参与了稻瘟病菌对杀菌剂的外排。通过水稻喷雾和大麦离体致病性测定发现该突... 相似文献
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