稻瘟病菌MoMET3和MoNSR1的基因功能分析
本文選題:稻瘟病菌 + MoMET3 ; 參考:《浙江農(nóng)林大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻生產(chǎn)中最為嚴(yán)重的的病害之一。開展稻瘟病菌功能基因的研究,有利于深入認(rèn)識(shí)病菌生物學(xué)特性和致病機(jī)制,從而為針對(duì)性提出防治策略奠定理論基礎(chǔ)。同時(shí),稻瘟病菌也是植物病原真菌研究的模式物種之一,可為其它植物病原真菌相關(guān)研究提供借鑒。硫元素是生命體生長(zhǎng)所必需的元素之一。真菌對(duì)硫元素的利用始于ATP硫酸化酶對(duì)硫酸根離子的活化。本文對(duì)稻瘟病菌ATP硫酸化酶在病菌生長(zhǎng)發(fā)育和致病過(guò)程中的功能進(jìn)行分析。采用同源重組方法構(gòu)建基因敲除載體,并對(duì)突變體的表型進(jìn)行分析。結(jié)果表明,MoMET3基因是病菌營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和分生孢子形成所必需的,但不是毒力因子。稻瘟病菌ATP硫酸化酶編碼基因MoMET3缺失后,突變體菌絲生長(zhǎng)速度減慢,產(chǎn)孢量降低,但是突變體對(duì)寄主的毒力不受影響;雖然基因缺失不影響突變體分生孢子萌發(fā)和附著胞成熟,但突變體在硫營(yíng)養(yǎng)限制時(shí)孢子萌發(fā)后次生菌絲的生長(zhǎng)明顯被抑制。MoMET3基因互補(bǔ)后,突變體恢復(fù)正常生長(zhǎng),能利用硫酸鹽。上述結(jié)果表明無(wú)機(jī)硫的還原對(duì)分生孢子的萌發(fā)和附著胞的成熟并不是必需的,分生孢子內(nèi)儲(chǔ)存的還原態(tài)硫化合物可以滿足這一過(guò)程中硫營(yíng)養(yǎng)的需求,但病菌侵入寄主組織后需要吸收利用寄主源還原態(tài)硫以利于侵染菌絲的擴(kuò)展。核仁素在細(xì)胞周期及增殖、核糖體的生物合成等過(guò)程中發(fā)揮重要作用。本文對(duì)稻瘟病菌1個(gè)核仁素類蛋白MoNSR1在病菌生長(zhǎng)發(fā)育和致病過(guò)程中的功能進(jìn)行分析。采用同源重組方法構(gòu)建基因敲除載體,并對(duì)突變體的表型進(jìn)行分析。結(jié)果表明,稻瘟病菌MoNSR1基因缺失后,突變體菌絲生長(zhǎng)速度減慢,突變體對(duì)寄主的毒力下降,但突變體的產(chǎn)孢不受基因缺失的影響。進(jìn)一步分析,顯示基因缺失使得突變體分生孢子的萌發(fā)和附著胞的成熟被延遲,細(xì)胞壁完整性被破壞,對(duì)活性氧、高鹽離子、殺菌劑的敏感性增強(qiáng);對(duì)DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑的敏感性減弱。上述結(jié)果表明Mo NSR1基因在稻瘟病菌的生長(zhǎng)發(fā)育和致病等過(guò)程中均發(fā)揮重要作用。
[Abstract]:Rice blast caused by Magnaporthe oryzae is one of the most serious diseases in rice production. The study of functional genes of Pyricularia oryzae is helpful to understand the biological characteristics and pathogenic mechanism of the pathogen and lay a theoretical foundation for the prevention and control strategy. At the same time, rice blast fungus is also one of the model species of plant pathogenic fungi, which can provide reference for other plant pathogenic fungi related research. Sulfur is one of the elements necessary for the growth of life. The use of sulfur by fungi begins with the activation of sulfate ions by ATP sulfatase. In this paper, the function of ATP sulfatase in the growth, development and pathogenicity of rice blast fungus was analyzed. The gene knockout vector was constructed by homologous recombination and the phenotype of the mutant was analyzed. The results showed that MoMET3 gene was necessary for vegetative growth and conidial formation, but not virulence factor. The mycelium growth rate and sporulation of the mutant decreased after MoMET3 deletion, but the virulence of the mutant to the host was not affected, although the gene deletion did not affect the conidial germination and attachment maturation of the mutant. However, the secondary hyphal growth after spore germination was obviously inhibited by the restriction of sulfur nutrition, and the mutants returned to normal growth after complementation of the. MoMET3 gene, and the mutant could utilize sulfate. The results show that the reduction of inorganic sulfur is not necessary for the germination of conidia and the maturation of appressants, and the reduced sulfur compounds stored in conidia can meet the demand of sulfur nutrition in this process. But after invading the host tissues, the bacteria should absorb and utilize the reduced sulfur from the host to facilitate the expansion of the infected hyphae. Nucleolins play an important role in cell cycle and proliferation, ribosomal biosynthesis and other processes. In this paper, the function of a nucleolin-like protein MoNSR1 in the growth and development and pathogenicity of rice blast fungus was analyzed. The gene knockout vector was constructed by homologous recombination and the phenotype of the mutant was analyzed. The results showed that the mycelium growth rate of the mutant decreased after the deletion of MoNSR1 gene and the virulence of the mutant to the host decreased, but the sporulation of the mutant was not affected by the gene deletion. Further analysis showed that gene deletion delayed the germination of conidia and maturation of appressants, destroyed the integrity of cell wall, and enhanced the sensitivity to reactive oxygen species (Ros), high salt ions and fungicides. The sensitivity to DNA topoisomerase I inhibitor was weakened. These results suggest that Mo NSR1 gene plays an important role in the growth, development and pathogenicity of Magnaporthe grisea.
【學(xué)位授予單位】:浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:S435.111.41
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,本文編號(hào):1951647
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