禾谷鐮刀菌磷酸酶組功能研究.pdf

1、由激酶和磷酸酶分別催化的磷酸化和去磷酸化修飾在細胞中許多生命現(xiàn)象中包括細胞周期、轉錄和翻譯、以及生理代謝等過程中發(fā)揮重要作用。在一個真核生物的基因組中，大約0.6％基因的編碼產物是蛋白質磷酸酶，但人們對植物病原真菌中的磷酸酶尚缺乏系統(tǒng)研究。通過生物信息學分析，我們在禾谷鐮刀菌的基因組中發(fā)現(xiàn)82個可能編碼磷酸酶的基因，本文對這82個基因進行了系統(tǒng)研究，取得如下研究進展:
　　(1)基因敲除試驗中，我們成功獲得了71個基因缺失突變體，

2、對這些突變體進行了15種表型分析，涵蓋菌體生長、對不同營養(yǎng)成分的響應及致病性等方面;未能獲得其余11個基因敲除突變體，表明它們可能是禾谷鐮刀菌的持家基因。
　　(2)磷酸酶Fg09532的基因缺失突變體(△Fg09532)在基礎培養(yǎng)基MM(minimal media)培養(yǎng)基上不能生長，但是可以在營養(yǎng)豐富的PDA(potatodextrose agar)培養(yǎng)基上生長，實驗發(fā)現(xiàn)甲硫氨酸的添加使△Fg09532在MM培養(yǎng)基上恢復生長，而

3、其它氨基酸的添加不能恢復△Fg09532在MM上的生長缺陷，說明磷酸酶Fg09532參與到禾谷鐮刀菌中甲硫氨酸合成途徑的調控。
　　(3)4個磷酸酶基因(Fg06297，F(xiàn)g03333，F(xiàn)g03826和Fg07932)的缺失不會導致菌體明顯的生長缺陷，但是這4個突變體在麥穗上的致病力顯著降低，其中Fg03333和Fg03826是盤菌亞門Pezizomycotina病原真菌的特有基因。
　　(4)磷酸酶Fg10516的基因缺失

4、體(△Fg10516)在麥穗上完全喪失致病性，掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)接種7天后野生菌株可以在麥穗表面形成很多侵入結構，而△Fg10516的菌絲在麥穗表面無法形成類似的侵入結構。
　　(5)通過Western blot實驗，我們發(fā)現(xiàn)磷酸酶Fg10516，F(xiàn)g03333和Fg12867是禾谷鐮刀菌MAPKs信號途徑（Slt2-MAPK、 FgGmpk1-MAPK和Hog1-MAPK）的負調控元件。
　　(6) Slt2-MAPK途徑中

5、激酶FgMkk1通過正向調控Slt2和Hog1的磷酸化而在病菌生長、脅迫響應和致病過程中發(fā)揮重要作用。
　　(7)酪氨酸磷酸酶FgCdc14可以部分回補釀酒酵母中同源基因ScCDC14溫度敏感型突變體在高溫下的生長缺陷。FgCdc14除了參與調控禾谷鐮刀菌生長發(fā)育、DON毒素合成和致病性之外，還影響核糖體的合成。在FgCDC14突變體中68個編碼核糖體蛋白基因的表達顯著升高，并且突變體細胞中核糖體的數(shù)目明顯降低。通過親和捕獲和酵母