蛋白激酶FgBud32参与禾谷镰刀菌的生长发育、致病和胁迫应答

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是一种毁灭性的小麦真菌病害,在世界范围内造成小麦产量和质量的巨大损失。实验室前期在禾谷镰刀菌中共鉴定到116个蛋白激酶,其中FgBUD32基因的缺失会造成营养生长和有性生殖方面的严重缺陷,但其在禾谷镰刀菌中的详细功能尚未报道。本研究通过系统比较Fgbud32突变体与野生型PH-1及互补菌株的表型差异,对FgBud32在禾谷镰刀菌中的生物学功能进行了解析。研究结果显示Fgbud32突变体在多个表型方面存在缺陷,与野生型菌株以及互补菌株相比,其生长速率急剧下降,菌丝弯曲且分支减少;分生孢子的产量显著降低,形态变短,隔膜减少,萌发率降低且萌发速率延迟;在有性生殖时期不能产生子囊壳或子囊壳前体;对小麦穗和胚芽鞘的致病力以及DON毒素的合成能力均显著下降。进一步胁迫试验表明,FgBUD32基因的缺失导致禾谷镰刀菌对氧化胁迫(H₂O₂)以及DNA损伤胁迫(羟基脲和甲磺甲酯)的敏感性增加。此外,我们还发现FgBud32在细胞核和细胞质中均有定位,且在一定时期或条件下会从细胞质向细胞核内聚集。综上所述,FgBUD32基因参与了禾谷镰刀菌的营养生长、极性生长、无性/有性生殖、DON毒素合成、致病以及对氧化胁迫和DNA损伤胁迫的应答等多种生命活动,但其具体的作用机制还有待深入研究。