转录因子ACZ影响冠突曲霉色素及产孢数量的研究

本实验室前期在高渗条件下筛选得到8个转录因子,其中ACZ (SI65-00458)基因表达量最高,推测ACZ基因在冠突曲霉中参与响应渗透压及调控孢子的产生。因而本研究利用同源重组原理,构建了ACZ基因敲除载体,通过农杆菌介导转化,筛选获得了ACZ敲除菌株,将敲除株分生孢子液接种在含不同浓度NaCl的MYA培养基上,以野生型冠突曲霉为对照,观察敲除株与野生型菌株的区别。研究发现:培养基中不加NaCl时色素有明显变化,野生型为黄色,敲除株为褐黄色;在低渗透压下,菌落边缘不规则;在高渗透压下,敲除株产生的分生孢子数量为野生型的4倍多;无论是在27℃还是在37℃培养,敲除株在低渗及高渗条件下,菌落直径都较野生型小,菌丝较稀疏。表明敲除ACZ基因会影响冠突曲霉菌丝生长、色素的合成及孢子的产生。     

谢瓦氏曲霉间型变种esdC基因的功能分析

为了研究谢瓦氏曲霉间型变种esd C基因的功能,构建该基因的敲除载体,通过农杆菌介导转化及筛选获得敲除突变体,并对突变体的形态进行了初步分析。生物学特性显示:△esd C突变子的子囊结构与野生型相似,子囊孢子均为球形或近球形,无性发育也与野生型无显著差异。但是,在MYA培养基上培养14d后,△esd C突变体菌落的渗出液相对野生型较少,且无皱褶,菌落表面干燥。这些结果表明esd C基因的缺失对孢子结构的影响不显著,为谢瓦氏曲霉间型变种有性调控机制的研究奠定了技术基础。     

禾谷镰孢菌蛋白激酶FgCdc15功能的研究

细胞分裂是真核细胞生长发育的重要环节。本研究利用生物信息学的方法,通过使用酵母菌Cdc15蛋白激酶序列比对,发现禾谷镰孢菌中只存在一个Cdc15蛋白激酶。基因缺失的功能研究表明FgCDC15（FGSG_10381）基因敲除后,突变体菌落生长速度减慢,对小麦和玉米无致病力。FgCDC15基因敲除突变体产生的分生孢子外观形态正常,但隔膜数量变少,同时发现该基因在分生孢子阶段表达量最高。在有性生殖阶段,FgCDC15基因敲除突变体可产生极少量的子囊壳,但不产生子囊和子囊孢子。本文研究表明,禾谷镰孢菌蛋白激酶FgCdc15可能参与了有性和无性阶段的细胞分裂和生长,同时影响禾谷镰刀菌的致病毒力。     

尖孢镰刀菌亚麻专化型Folprp4基因参与调控菌丝生长和分生孢子发生

目的: 通过对尖孢镰刀菌中Folprp4基因的鉴定,揭示其在尖孢镰刀菌中的功能及致病相关性。方法: 基于同源重组原理,根据测定出的Folprp4基因序列,应用Split-Marker重组技术构建含有潮霉素抗性基因(hph)的基因缺失盒。将基因缺失盒经PEG介导转化到野生型原生质体中,在含有潮霉素B的TCC培养基上筛选转化子,通过PCR正负筛查获得Folprp4基因缺失突变株(ΔFolprp4)。构建含有Folprp4基因的载体pZDH1,并将其转化到敲除突变体中进行互补测验。结果: 与野生型(hm)和异位插入突变体(ecFolprp4)相比,敲除突变体菌丝生长受到严重阻碍,当野生型和异位插入突变体长满整个平板时,敲除突变体菌落呈小点状。敲除突变体的另一个显著变化是ΔFolprp4的分生孢子产量显著下降。侵染实验表明,ΔFolprp4对亚麻幼苗的毒力显著降低。互补实验表明,该互补载体的回复子(Folprp4-C)在菌落形态、生长速率、分生孢子产量和毒力方面均恢复到了野生型菌株。结论: Folprp4基因与尖孢镰刀菌的菌丝生长、分生孢子发生和致病性有关。     

禾谷镰刀菌中FgPDE1基因的敲除及其功能的研究

目的:旨在敲除禾谷镰刀菌Fusarium graminearum Fg PDE1基因,确定其缺失突变体表型,从而分析该基因的生物学功能。方法:应用Split-marker技术构建含有潮霉素基因敲除盒,通过PEG介导原生质体转化,PCR筛查抗潮霉素转化子以获得缺失突变体ΔFg PDE1,根据突变体表型变化及致病性的检测对Fg PDE1基因的功能进行分析。结果:采用Split-marker技术,成功构建了Fg PDE1基因敲除盒;PEG介导转化禾谷镰刀菌原生质体后成功获得转化子。经PCR筛查,得到3个PCR确认的敲除突变体;表型观察发现,ΔFg PDE1菌落的外型及菌落生长速度与野生型没有明显差异。孢子侵染西红柿果实实验证明:以西红柿为侵染宿主,相对于野生型,突变体致病性没有明显减弱;但突变体分生孢子产量显著下降。结论:Fg PDE1基因可能与禾谷镰刀菌分生孢子的形成有关。     

非编码小RNA(sraB)调控肠炎型沙门菌的抗蛋清抑菌作用

【目的】肠炎型沙门菌是一种食源性人畜共患病病原菌,可在禽蛋中存活并传播。sRNA为新近发现的基因表达调控分子,本实验以sRNA(sraB)为对象,探索sRNA与肠炎型沙门菌在禽蛋中存活的相关性,及研究其在细菌抵抗蛋清抑菌作用中的调控功能。【方法】参考已报道的沙门菌全基因组及sraB序列,设计并扩增sraB突变用基因片段,运用Red重组系统(red recombination system)对肠炎沙门菌野生株(SE2472)sraB基因进行定点敲除,构建出sraB敲除株(SE2472ΔsraB)。分析比较sraB敲除对沙门菌在蛋清中存活的影响;另构建表达sraB的回复表达质粒pHDB3-sraB,将其转入sraB敲除株构建回复株SE2472ΔsraB-comp,以回复表达sraB,分析sraB表达对沙门菌敲除株的回复作用;并分别以野生株、敲除株及回复株研究sraB在抵抗蛋清中几种抑菌因子(如溶菌酶和卵转铁蛋白)作用中可能的调控作用。【结果】敲除株在蛋清中存活率为野生型的61%-70%,回复株相比野生型的存活率比敲除株提高10%-33%;在转铁蛋白抑菌实验中,孵育8h和24h,敲除株的存活率分别为野生型存活率的38%和23%,孵育8h回复株相比野生型的存活率比敲除株提高15%,但孵育24h回复株的存活率未见提高;在溶菌酶抑菌实验中,孵育8h和24h后,敲除株存活率分别为野生型的41%和27%,回复株相比野生型的存活率分别比敲除株提高35%和23%。【结论】通过比较sraB敲除与否,研究肠炎型沙门菌在禽蛋中的存活及对抑菌因子的抵抗作用,结果表明sraB在肠炎沙门菌抵抗蛋清抑菌作用中起着重要调控功能。     

红曲霉繁殖相关brlM基因鉴定及功能分析

brlA作为曲霉分生孢子形成的中心调控路径中最上游的转录因子,能够诱导下游特异基因的表达调控分生孢子的产生,brlA缺失将导致曲霉无法产生分生孢子,同时生长代谢发生改变,但对不同菌种的影响有显著差异。【目的】探究brlA同源基因brlM在红曲霉中的基因功能,探索红曲霉繁殖调控机制。【方法】从紫色红曲霉Mp-21菌株中克隆了brlA同源基因brlM。利用同源重组原理,用农杆菌介导转化法构建了brlM基因缺失突变株(△brlM),分析△brlM和野生菌株Mp-21在菌落表型、显微结构、生长速率和次生代谢产物等方面的差异,明确brlM基因在红曲霉中的主要功能。【结果】在形态水平上,brlM基因缺失菌株导致菌丝生长更加旺盛,赋予菌落更加蓬松的表型;显微观察发现△brlM失去了有性繁殖产生闭囊壳的能力,但却提升了无性繁殖产生分生孢子的能力;同时代谢产物红曲色素、莫纳可林K和桔霉素产量显著下降。【结论】红曲霉brlM基因的功能与曲霉属中的brlA并不相同,brlM基因在红曲霉有性繁殖中的作用不可替代。本研究的结果对进一步探索丝状真菌繁殖调控机制提供了新的思路。     

湖南地区茯砖茶中金花菌的分离鉴定

对湖南地区茯砖茶上＂金花菌＂的菌落特征、形态特征进行了研究,并运用扫描电镜观察了其子囊孢子和分生孢子的发育过程,鉴定其为冠突散囊菌（Eurotium cristatum）。     

冠突散囊菌nsdD基因超表达菌株的构建及表型分析

为了研究冠突散囊菌nsdD基因的功能,本研究将冠突散囊菌nsdD的cDNA置于强启动子三磷酸甘油醛脱氢酶启动子PgpdA下游及色氨酸合成酶C基因终止子TtrpC上游构建nsdD基因超表达载体PURT5750,采用根癌农杆菌介导方法将表达质粒PURT5750转化到冠突散囊菌进行功能验证。结果显示向基因组随机插入外源质粒DNA,随机挑选11个nsd D基因超表达转化子,对nsdD基因超表达转化子菌株培养观察并与野生型菌株相比发现,在5%和17%NaCl培养基中菌落差异不显著,而且仍能产生成熟的有性孢子。本实验为冠突散囊菌有性发育调控机制的研究提供了技术基础。     

胶孢炭疽菌CgRGS2基因的克隆及生物学功能

【目的】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RGS蛋白生物学功能的研究。本试验的目的是克隆胶孢炭疽菌的一个RGS基因CgRGS2,并分析其生物学功能。【方法】利用PCR技术扩增CgRGS2的基因并进行生物信息学分析,利用同源重组的方法获得CgRGS2基因的敲除突变体,并在突变体的基础上获得互补株,通过表型分析确定该基因的生物学功能。【结果】通过PCR扩增获得了CgRGS2的基因,其编码一个574个氨基酸的蛋白,在N末端含有一个RGS功能域。该基因敲除突变体同野生型相比,表现为营养生长缓慢,气生菌丝浓密,分生孢子产量降低且孢子呈多端萌发,对氧化压力及SDS敏感,致病性减弱等。【结论】CgRGS2蛋白参与调控胶孢炭疽菌的营养生长,分生孢子产量及萌发,氧化应激反应及细胞壁完整性,对其致病性也具有一定的影响。     

暹罗炭疽菌同源异型盒转录因子CsHtf1的生物学功能

【背景】暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)是橡胶炭疽病害的主要致病菌,严重制约着天然橡胶产量。在植物致病真菌中广泛存在同源异型盒转录因子,其参与调控真菌无性生殖、侵染和代谢等诸多方面。【目的】明确在暹罗炭疽菌中鉴定的一个同源异型盒转录因子CsHtf1的生物学功能。【方法】利用同源重组的方法获得Cshtf1基因的敲除突变株,并对其营养生长、孢子产生和致病性等表型进行分析。【结果】Cshtf1基因编码600个氨基酸且含有1个HOX结构域;与野生型相比,Cshtf1敲除突变株营养生长和致病性无显著差异,而突变株分生孢子产量显著降低且黑色素产量增加。【结论】CsHtf1参与调控暹罗炭疽菌的分生孢子及黑色素产生。     

FgβNAC基因对禾谷镰刀菌生长发育及致病性的影响

以裂殖酵母NAC蛋白β亚基为对象在禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)基因组数据库中进行搜索,发现了同源蛋白基因FGSG 08675并命名为FgβNAC.通过基因敲除技术对禾谷镰刀菌FgNAC基因进行敲除和回补,分别获得了敲除菌株fgβnac和回补菌株fgβnac::FgβNAC,并分别对野生型菌株、敲除菌株和回补菌株进行了表型和致病性研究.结果表明,与野生型菌株PH-1相比,敲除菌株fgβnac在固体马铃薯培养基(PDA)上生长速率明显减慢,约为野生型菌株的一半,气生菌丝致密短小;同样在液体PD培养液中培养3d的敲除突变株的菌丝干重仅为野生型的56％.另外,敲除突变株的分生孢子产量相比野生型菌株下降了78.5％.进一步采用麦穗离体接种法对其致病性进行了检测,发现FgβNAC基因的缺失引起致病力显著地下降,仅局限于接种部位及邻近的小颖,而无法侵入维管束组织引起穗枯症状.     

新型隐球菌临床菌株中CNAG_01032基因的鉴定和功能研究

新型隐球菌是一种具有荚膜的重要临床致病真菌。本课题组在前期工作中发现CNAG_01032基因可能引起不同来源菌株的表型差异,本研究在此基础上以新型隐球菌临床来源菌株IFM56800（C1）、IFM56769（C2）为背景构建CNAG_01032基因敲除突变体,并检测突变株和野生型菌株经典毒力因子变化情况;使用API 20C AUX测试系统测试突变株和野生型菌株对19种糖的利用情况;使用尾静脉注射法感染BALB/c雌性小鼠进行致病性检测。结果显示：成功构建以临床株C1、C2为背景的CNAG-01032基因敲除突变株;突变株在37℃生长、黑色素产生与野生型菌株无显著差异,但荚膜厚度分别比C1、C2减少16.4%、18.2%;两基因敲除菌株均不能分解利用纤维二糖;致病性与野生型菌株无显著差异。新型隐球菌CNAG_01032基因可能参与临床来源菌株IFM56800、IFM56769的荚膜合成和纤维二糖的代谢。     

冠突散囊菌转录因子stf1基因的克隆及其表达分析

利用RACE技术获得了冠突散囊菌stf1基因的全长DNA序列。该序列全长3 029bp,开放阅读框长度为2 664bp,从114–2 908bp,在253bp处含有一个131bp的内含子,预测编码887个氨基酸。同源分析结果表明该基因与Snd1/p100转录因子同源。应用相对定量SYBR Green I荧光定量PCR技术对stf1基因在不同发育时期的表达量的差异进行了检测。结果表明,这个基因在子囊孢子时期的表达量最高,在分生孢子时期的表达量最低,相比子囊孢子时期下降了1倍。为深入研究冠突散囊菌的产孢调控机制奠定了一定的基础。     

茯砖茶“金花菌”vcx基因克隆及表达分析

茯砖茶是一种紧压黑茶,冠突曲霉是茯砖茶发花阶段的主要微生物,其有性发育产生闭囊壳又名"金花菌",其数量和质量常用来判断茯砖茶的品质好坏。冠突曲霉可以用Na Cl来控制其产有性孢子及无性孢子,为了研究这一特殊产孢机理,及钙信号和液泡在这产孢过程中的作用。通过克隆冠突曲霉钙信号途径中的液泡上钙氢交换子vcx基因,并对这一基因进行结构和表达分析。结果表示:冠突曲霉中的vcx基因编码区1 326 bp,不含内含子,预测编码441个氨基酸,不含信号肽,是一个疏水蛋白,含有11个跨膜结构,符合钙氢交换蛋白的基本结构。通过对其在冠突曲霉的有性、无性、菌丝各生长阶段的表达量进行测定,结果显示:vcx基因对其发育产生正调控,可能参与了冠突曲霉的无性产孢及盐压力响应过程。实验结果不仅为该蛋白的后续研究提供了条件,而且为钙信号调控丝状真菌在盐压力应答下的产孢机制奠定基础。     

基于Cfku70基因失活策略构建果生刺盘孢的高效基因敲除底盘菌株

果生刺盘孢侵染危害多种植物,是重要的植物病原真菌。在一些丝状真菌中,敲除非同源末端连接修复通路的关键基因ku70或ku80可显著提高同源重组效率,进而提高靶基因置换频率。本研究从果生刺盘孢基因组鉴定到Cfku70和Cfku80两个基因,并明确了基因失活对菌株生物学表型和基因敲除效率的影响。敲除Cfku70或Cfku80不影响菌株的菌落形态、营养生长、产孢、分生孢子萌发、侵染结构发育和致病;Cfku70基因敲除还大幅提升3个测试基因的敲除效率。本研究证实Cfku70基因失活能显著提高果生刺盘孢的基因敲除效率,适宜作为高效基因敲除的底盘菌株,研究结果为通过批量敲除策略筛选新型致病因子奠定重要基础。     

苹果树腐烂病菌细胞色素P450基因Vmcyp5的功能

【目的】研究表明,细胞色素P450(CYP)在死体营养型真菌的毒素合成代谢中发挥重要作用,预测可能与病原菌致病相关。论文对苹果树腐烂病菌(Valsa mali)毒素合成基因簇中的1个上调表达的CYP基因Vmcyp5进行生物学功能研究,明确CYP基因对病原菌致病力影响,为细胞色素P450基因家族对苹果树腐烂病菌致病机理的进一步研究提供依据。【方法】通过Double-joint PCR和PEG介导的原生质体转化技术获得具有G418抗性的突变体,并对突变体进行PCR检测及Southern blotting验证得到单拷贝敲除突变体。将目的基因片段重新导入敲除突变体,筛选获得互补突变体。最终对野生型菌株及敲除突变体、互补突变体进行菌落、产孢及致病力观察,利用SPSS软件对数据进行差异显著性分析,并利用q RT-PCR技术分析突变体黑色素基因簇的表达水平。【结果】通过基因敲除技术获得1个Vmcyp5基因的敲除突变体。与野生型菌株相比,Vmcyp5基因的敲除突变体菌落呈白色,产孢量减少51.3%。q RT-PCR分析发现敲除突变体黑色素基因簇基因表达量降低。重要的是,敲除突变体致病力较野生型菌株降低24.5%。互补突变体菌落颜色、产孢及致病力近似恢复至野生型菌株水平。【结论】Vmcyp5基因与病原菌黑色素合成、子实体的产生和致病力相关。     

2型猪链球菌中国强毒株05ZYH33 sao基因敲除突变株的构建及其生物学功能

构建2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2,S.suis 2)中国强毒株05ZYH33的sao基因敲除突变株。构建中间为壮观霉素抗性基因,两侧为sao编码基因上下游同源序列的基因敲除载体,同源重组筛选sao基因敲除突变株。PCR、RT-PCR、Western Blot对疑似突变株进行验证,实验结果均证实sao基因完全被spc抗性基因替代,成功构建了突变株05ZYH33-sao。对野生型菌株和突变株进行菌落溶血活性、生长特性、小鼠致病性比较,结果表明sao基因的敲除并未使野生型菌株在以上三方面产生明显的变化。筛选获得的05ZYH33 sao基因突变株为进一步研究sao基因在05ZYH33致病过程中的作用奠定了基础。     

冠突曲霉钙调素cam基因的克隆及表达分析

冠突曲霉是茯砖茶发花阶段的主要微生物,其在Na Cl作为渗透压调节下分别进入有性产孢和无性产孢两个不同的世代,为了考查钙信号途径在其特殊产孢过程中的作用,通过克隆冠突曲霉钙信号调控的关键基因钙调素cam基因,并对这一基因进行结构和表达分析。结果表示:冠突曲霉中的cam基因全长924 bp,开放阅读框为450 bp,含6个内含子,预测编码149个氨基酸。cam参与了冠突曲霉的产孢及盐压力响应过程,cam基因对其无性发育产生正调控。实验结果为钙信号调控丝状真菌盐压力应答下的产孢机制研究奠定基础。