重寄生真菌盾壳霉pH信号通路中Pal相关基因的功能鉴定

【目的】研究pH信号通路(Pal)在重寄生真菌盾壳霉与寄主核盘菌互作过程中的作用。【方法】从盾壳霉全基因组信息中分析获得了6个Pal相关基因CmpalA、CmpalB、CmpalC、CmpalF、CmpalH和CmpalI的全编码序列和氨基酸序列,通过PEG介导的原生质转化技术获得了CmpalA、CmpalB、CmpalC、CmpalF和CmpalH等5个基因的敲除突变体,分析这些敲除突变体与野生型在菌落培养性状、重寄生能力、降解草酸能力、产生抗真菌物质能力等方面的差异。【结果】与野生型相比,在pH 6–8的条件下,5个Pal相关基因敲除突变体的菌丝生长受到显著抑制,这说明缺失Pal相关基因使盾壳霉对高pH值环境更加敏感。菌核重寄生试验发现5个Pal相关基因敲除突变体的重寄生能力均显著低于野生型。qRT-PCR试验结果表明,敲除Pal相关基因之后导致重寄生相关酶基因Cmch1、Cmg1和Cmsp1的表达量显著降低,而且pH信号通路下游的CmpacC基因的表达量也显著降低。Pal相关基因敲除突变体在pH 6条件下对草酸盐的降解能力显著高于野生型,同时这5个突变体在pH 8条件下产生抗真菌物质能力也显著高于野生型。【结论】pH信号通路相关基因的缺失影响盾壳霉对环境pH的响应。pH信号通路在盾壳霉与核盘菌互作中发挥重要作用,不仅影响盾壳霉的重寄生作用,而且还影响盾壳霉的草酸降解作用和抗真菌作用。     

禾谷镰刀菌AP蛋白家族的生物信息学分析

衔接蛋白(adaptor protein, AP)复合物在真核细胞膜运输途径中参与多种囊泡的形成。禾谷镰刀菌是重要的植物病原真菌,囊泡运输及蛋白转运是其生长发育及致病性所必需的。本研究通过同源比对,在禾谷镰刀菌中共鉴定到12个AP蛋白复合物相关基因,其编码的蛋白质组成3个异源四聚体(AP-1, AP-2和AP-3)。氨基酸序列分析表明AP-1、AP-2和AP-3复合体中的相同亚基具有保守的功能结构域以及保守基序。系统进化分析显示,子囊菌门、担子菌门和壶菌门的AP蛋白复合物相应亚基聚为一类,而植物和动物另聚为一类,说明了真菌的AP蛋白复合体进化可能早于真菌与动植物的分化。基因表达分析显示,Fg AP-1σ亚基在营养菌丝、分生孢子和子囊的表达量是其他亚基的2～5倍,AP-1和AP-3复合体中所有亚基的基因在营养菌丝中表达量最高,AP-2复合体中所有亚基的基因则在分生孢子阶段表达量最高;AP-1、AP-2和AP-3复合体中各个亚基的基因在侵染小麦后的不同时间段均有表达,暗示AP蛋白在禾谷镰刀菌生长发育及侵染致病过程中可能起重要作用。