【摘要】：禾谷鐮刀菌是禾本科作物的重要病原菌之一,能侵染大麥、小麥、水稻等禾谷類作物,引起穗腐病等植物病害。同時,能夠產(chǎn)生單端孢霉烯毒素(DON),對人體和動物的健康造成威脅。禾谷鐮刀菌是個龐大的物種,具有9個系統(tǒng)發(fā)育差異性物種。其中禾谷鐮刀菌第6世系Fusarium asiaticum是我國長江中下游禾谷類作物赤霉病最主要病原菌。本實驗室在2013年首次發(fā)現(xiàn)F. asiaticum可引起蘆筍的采后病害,并報道其對多種果蔬的致病具有廣譜性,是一種危害果蔬食用安全的潛在病原。實驗室前期發(fā)現(xiàn)環(huán)境光對多種真菌的采后致病性具有調(diào)節(jié)作用,為了進一步解析光照對F. asiaticum生長發(fā)育、次生代謝及致病性的影響。本研究通過基因缺失突變等遺傳學(xué)方法對F. asiaticum藍光受體基因Fawcl和Favvd的功能進行了分析,研究結(jié)果如下：1.通過探究光照對F. asiaticum菌落形態(tài)、生長速率、孢子產(chǎn)生等方面的影響,確定了藍光和白光可抑制其營養(yǎng)生長；并且通過定量PCR檢測三個藍光受體基因,證實藍光受體基因受光照誘導(dǎo),且Fawcl和Favvd受光誘導(dǎo)明顯。2.對F. asiaticum中藍光受體FaWCl和FaVVD蛋白進行生物信息學(xué)的分析。數(shù)據(jù)分析表明,FaWC1與其他WC-1家族蛋白具有共同的起源。通過氨基酸序列的比對說明了FaWC1、FaVVD在各自的功能域具有高度保守性,且FaWC1、 FaVVD都具有作為光受體的LOV結(jié)構(gòu)域；對25種真菌的WC-1蛋白結(jié)構(gòu)域進一步分析顯示,其功能結(jié)構(gòu)域存在差異,這可能是不同真菌中WC-1功能差異的原因。3.采用同源重組策略對F. asiaticum藍光受體基因Fawc1和Favvd進行敲除,分別獲得轉(zhuǎn)化子51株和83株。經(jīng)過DNA水平確定后,51株Fawc1轉(zhuǎn)化子中有6株目的基因缺失,83株Favvd轉(zhuǎn)化子中有9株目的基因缺失。隨機各挑選3株進行RNA水平和Southern bolting鑒定后,最終確定Fawc1突變體△ Fawc1-1、 △Fawc1-24、△Fawc1-48和Favvd突變體Favvd-1、△Favvd-50、△Favvd-83。4.通過突變體和野生型的比較分析,結(jié)果顯示：△ Fawc1突變體生長加快,生物量積累增加,色素和孢子產(chǎn)生增加,子囊殼產(chǎn)生異常,但致病性顯著降低；而△Favvd突變體除了生長速率和生物量積累略減少,菌絲更為緊密外,其他表型方面并未太大改變,但致病性卻顯著增加。表明藍光受體Fawcl和Favvd在F. asiaticum的生長發(fā)育、次生代謝和致病性發(fā)揮著重要作用。5.為進一步明確突變體致病性改變的原因,我們分析了病原真菌致病過程的各個環(huán)節(jié),包括病原真菌的附著、菌絲的穿透能力、細胞壁降解酶的分泌、DON毒素的產(chǎn)生及寄主與病原真菌互作過程中ROS的產(chǎn)生情況。結(jié)果顯示：Fawcl缺失后,菌絲的疏水性和穿透能力大大降低；然而,△Favvd突變體在相應(yīng)的方面與△ Fawcl突變體正好相反,菌絲的疏水性和穿透能力增加。表明Fawcl和Favvd均參與F. asiaticum的致病過程,且Favvd可能是Fawcl的負調(diào)控因子。綜上所述,我們認為藍光受體Fawcl、Favvd在F. asiaticum的生長發(fā)育、次生代謝及致病性方面都發(fā)揮著重要作用,這為控制F. asiaticum在采后果蔬中的致病和產(chǎn)毒提供了重要的理論依據(jù)和現(xiàn)實意義。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S432.4

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本文編號：2776626