小麦赤霉菌FgSWI6基因调控功能以及致病性的初步研究

论文摘要

小麦赤霉病是由多种镰刀菌引起的真菌病害,禾谷镰刀菌是引发该病害的优势小种。随着2002年禾谷镰刀菌全基因组测序计划的开展,对禾谷镰刀菌的研究也逐步由传统的植物病理学水平上升到功能基因组学和比较基因组学水平上来。在真核模式生物酿酒酵母中,ScSWI6、ScSWI4和ScMBP1是三个关键的细胞周期调控基因。ScSwi6p参与SBF（ScSwi6p-ScSwi4p）和MBF（ScSwi6p-ScMbp1p）转录调控复合体的形成,在细胞周期G1/S期发挥重要的转录调控功能。通过生物信息学分析在禾谷镰刀菌中发现了两个相似性较高的同源假想蛋白,基因座编号分别为FGSG10384.2和FGSG04220.2。序列比对以及蛋白质功能结构域预测表明,FGSG04220.2假想蛋白与ScSwi6p同源。本文对其基因功能进行了系统研究,下面将其命名为FgSWI6基因。本实验采用基因敲除技术,首先构建了FgSWI6基因的缺失菌株fgswi6和回复突变菌株fgswi6::FgSWI6。表形分析发现:（一）FgSWI6基因的缺失会引起禾谷镰刀菌在固体基质表面生长速率减慢,约为野生型的30%,但在液体基质中生长速率与野生型无显著差异。（二）FgSWI6基因的缺失会引起禾谷镰刀菌产孢量与野生型相比下降78.3%,分生孢子变小,隔膜减少,子囊壳发育不完全,不形成子囊孢子。（三）FgSWI6基因的缺失能引起致病力显著下降,病原真菌侵染仅发生于单个小穗,而且无法侵入维管束组织引起穗枯症状。（四）FgSWI6基因的缺失造成禾谷镰刀菌菌丝发育对MBC敏感。本文的意义在于初步鉴定了禾谷镰刀菌中一个具有重要调控功能的基因FgSWI6,阐述了其在调控细胞生长,有性和无性发育以及致病性方面发挥的重要作用,对进一步阐明禾谷镰刀菌致病机理以及开发新型靶标杀菌剂具有指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 禾谷镰刀菌生物学基本特征
• 1.3 禾谷镰刀菌功能基因组学开展现状
• 1.3.1 酿酒酵母功能基因组学
• 1.3.2 禾谷镰刀菌基因组学开展现状
• 1.4 小麦赤霉病防治常用杀菌剂：多菌灵
• 1.4.1 苯并咪唑类杀菌剂
• 1.4.2 多菌灵及其作用机制
• 1.5 酿酒酵母 SWI6 基因研究背景
• 1.5.1 酿酒酵母SWI 基因家族
• 1.5.2 Swi6p、Swi4p 与Mbp1p 转录调控因子
• 1.6 立论依据
• 第二章 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因生物信息学分析
• 2.1 生物信息学分析软件及方法
• 2.2 结果分析
• 2.2.1 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因及其编码产物的序列分析
• 2.2.2 禾谷镰刀菌 FgSWI6 的系统发生分析
• 2.3 本章小结与讨论
• 第三章 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因敲除
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 材料与试剂
• 3.1.2 培养基与试剂配方
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 禾谷镰刀菌菌株培养与保存
• 3.2.2 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因敲除
• 3.2.3 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因回复突变
• 3.3 结果分析
• 3.3.1 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因敲除
• 3.3.2 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因敲除回复突变
• 3.4 本章小结与讨论
• 第四章 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因功能研究
• 4.1 实验材料
• 4.1.1 材料与试剂
• 4.1.2 培养基与试剂配方
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 抗生素鉴定
• 4.2.2 菌丝生长测定
• 4.2.3 分生孢子产孢量测定
• 4.2.4 分生孢子形态观察
• 4.2.5 子囊壳堆及子囊孢子的形态观察
• 4.2.6 致病力测定
• 4.2.7 MBC 作用下的分生孢子萌发实验
• 4.2.8 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因的酿酒酵母互补实验
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 抗生素鉴定
• 4.3.2 菌丝生长测定
• 4.3.3 分生孢子产孢量测定
• 4.3.4 分生孢子形态观察
• 4.3.5 子囊堆及子囊孢子的形态观察
• 4.3.6 致病力测定
• 4.3.7 MBC 作用下的分生孢子萌发实验
• 4.3.8 禾谷镰刀菌 FgSWI6 基因的酿酒酵母互补实验
• 4.4 本章小结与讨论
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 附表
• 致谢
• 作者简历