玉米弯孢叶斑病菌PG基因家族鉴定与表达分析

采用生物信息学鉴定Clpg基因家族成员,利用实时荧光定量PCR技术分析玉米弯孢叶斑病菌多聚半乳糖醛酸酶基因(Clpg)在病原菌-寄主植物互作时期的表达情况,鉴定Clpg基因的家族成员,研究每个成员在侵染过程的表达水平,明确Clpg基因在玉米弯孢叶斑病菌致病性中的作用。结果表明,玉米弯孢叶斑病菌Clpg基因家族有4个成员,分别命名为Clpg1、Clpg2、Clpg3和Clpg4,均含有3个内含子和2个外显子,与其他真菌PG基因具有相同的NTD、DD、GHG、RIK保守结构域。Clpg1基因的表达趋势为先升高后下降,在3 h达最高值;Clpg2、Clpg3和Clpg4基因的表达趋势为逐渐上升,结果暗示Clpg基因可能参与病原菌与寄主植物的互作过程。     

玉米弯孢叶斑病菌Clg2基因克隆、序列特征和不同发育阶段表达分析

异源三聚体G信号通路在调控植物病原真菌的形态、侵染结构形成和致病力等方面具有重要作用。本研究根据玉米弯孢叶斑病菌新月弯孢全长cDNA文库中的EST序列,克隆获得一个含1 074bp开放读码框(ORF)Gα基因。该基因包含5个外显子和4个内含子,编码357个氨基酸,被命名为Clg2。通过序列比对和进化树分析,证明Clg2蛋白具有Gα蛋白结构特征和保守序列区,与小麦黄斑叶枯病菌(Pyrenophora tritici-repentis Pt-1C-BFP)和大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica)中的Gα蛋白相似性高达96%和97%,处于同一分支。采用实时荧光定量PCR技术分析了Clg2基因在病菌不同发育阶段的表达水平,显示在菌丝中表达水平最低,在分生孢子中表达量最高,暗示Clg2基因在病菌分生孢子形成期起重要作用。上述结果将为开展Clg2蛋白功能研究奠定基础。     

玉米弯孢叶斑病菌RhoGAP基因家族的全基因组鉴定与生物信息学分析

RhoGAPs(GTPase activating proteins)通过与Rho GTP酶结合,促使GTP酶水解成Rho GDP无活状态,在生物体中调控着重要的生物学功能。在全基因组上对玉米弯孢叶斑病菌(C.lunata)中RhoGAP基因家族成员进行鉴定,对其序列特征分析。结果表明,玉米弯孢叶斑病菌(C.lunata)有5个RhoGAP基因家族成员,分布在5不同的Scaffold上,其基因结构分析显示,外显子和内含子大小与位置均不一样,表现出复杂的基因结构。序列比对和系统进化分析发现,5个RhoGAP氨基酸序列与其他真菌来源的RhoGAP一样具有特征性保守序列区,与粗糙脉胞菌(N.crassa)和小麦黄斑叶斑病菌(P.tritici-repentis)的RhoGAP蛋白关系密切,其亲缘关系最近。     

玉米弯孢叶斑病菌Fus3/Kss1-MAPK级联途径的相关基因鉴定与结构特征分析

植物病原真菌Fus3/Kss1-MAPK级联途径在调控病原菌附着胞形成和致病性等方面起重要作用。为了明确Fus3/Kss1-MAPK级联途径在玉米弯孢叶斑病菌中的调控作用,笔者采用生物信息学方法,对玉米弯孢叶斑病菌全基因组中的Fus3/Kss1-MAPK级联途径的相关基因进行鉴定并对其分子结构特征分析。结果表明:从玉米弯孢叶斑病菌中鉴定出Fus3/Kss1-MAPK级联途径中3个蛋白激酶基因Clf、Map2k、Clk1和一个锚定蛋白基因Cl Ste50。蛋白序列分析以及进化树构建等表明它们分别与来源其他植物病原真菌的Fus3/Kss1-MAPK途径中的激酶蛋白和锚定蛋白具有相似的结构特征和保守结构域,有较高同源性和较近的亲缘进化关系。玉米弯孢叶斑病菌Fus3/Kss1-MAPK途径的相关蛋白激酶Clk1、Map2k、Clf和锚定蛋白Clste50与其他真菌Fus3/Kss1-MAPK途径的相关蛋白结构相似,推断有相似的功能。     

玉米弯孢叶斑病菌多聚半乳糖醛酸酶Clpg1基因功能验证

为明确玉米弯孢叶斑病菌的多聚半乳糖醛酸酶基因Clpg1在其致病过程中的作用,采用Double-joint PCR技术构建融合片段,利用PEG介导的原生质体转化技术获得18株抗潮霉素突变体,经检测得到1株Clpg1基因敲除突变体ΔClpg1。通过与野生型菌株比较,发现ΔClpg1产孢量和孢子萌发率下降、多聚半乳糖醛酸酶活性降低,致病力减弱。这些结果表明Clpg1基因影响多聚半乳糖醛酸酶活性,调控了玉米弯孢叶斑病菌的致病性。     

玉米致病菌新月弯孢漆酶基因家族鉴定与分子结构特征分析

漆酶在真菌的孢子分裂、子实体分化、黑色素生成、木质素降解酶和病菌致病中均起重要作用。采用生物信息学的方法,在玉米致病菌新月弯孢基因组基础上对漆酶基因家族成员进行了鉴定和序列特征分析,结果表明玉米致病菌新月弯孢共有8个漆酶基因,分布在6个不同的scaffolds上,其漆酶基因结构显示外显子和内含子大小与位置都不一样,表现出复杂的基因结构。序列比对和系统发育分析发现,8个漆酶氨基酸序列与其他真菌来源漆酶一样具有4个特征保守序列区,位于系统发育树的2个不同分支上,表明玉米致病菌新月弯孢漆酶可能与其他真菌的漆酶具有相似的进化关系和功能。