希金斯刺盤孢（Colletotrichum higginsianum）主要侵染蕓苔屬、蘿卜屬和擬南芥等十字花科植物引起炭疽病,在生產(chǎn)上對(duì)十字花科蔬菜的品質(zhì)與產(chǎn)量造成極大影響。本文通過對(duì)希金斯刺盤孢致病相關(guān)基因Ch ODC、Ch CDC25和Ch Phb1/Ch Phb2的功能及調(diào)控機(jī)制的深入研究,分別從多胺代謝、Ras蛋白信號(hào)通路以及線粒體功能等方面解析其參與植物病原真菌發(fā)育和致病的相關(guān)機(jī)理。研究主要結(jié)果如下:（1）在希金斯刺盤孢中,鳥氨酸脫羧酶Ch ODC編碼456 aa蛋白,含有兩個(gè)外顯子和1個(gè)內(nèi)含子。對(duì)Ch ODC基因進(jìn)行敲除和互補(bǔ),Ch ODC基因敲除突變體是一個(gè)腐胺營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株,外源加入腐胺可部分補(bǔ)償其營(yíng)養(yǎng)缺陷。Ch ODC基因敲除突變體在菌落生長(zhǎng)、黑色素形成、產(chǎn)孢、細(xì)胞壁完整性、附著胞膨壓以及致病力等方面均表現(xiàn)嚴(yán)重缺陷。亞細(xì)胞定位觀察結(jié)果表明Ch ODC定位于細(xì)胞質(zhì)。對(duì)Ch ODC基因敲除突變體進(jìn)行代謝組和轉(zhuǎn)錄組分析表明,Ch ODC參與調(diào)控氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝以及碳代謝,從而影響附著胞中膨壓、附著胞的穿透能力以及致病力。分析自噬相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),結(jié)合自噬觀察和Wes... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

希金斯刺盤孢的致病過程模式圖（O’Connelletal2012）

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2020屆博士研究生學(xué)位（畢業(yè)）論文6圖1-2真菌中多胺代謝途徑（Majumdaretal2018）Fig.1-2OverviewofthePAbiosyntheticpathwayinfungi(Majumdaretal2018)此外，研究表明微生物體內(nèi)亞精胺和精胺的合成除了腐胺途徑還存在另一條S-腺苷甲硫氨酸途徑。S-腺苷甲硫氨酸合酶（S-adenosylmethioninesynthetase，SAMS）能夠?qū)⒓琢虬彼徂D(zhuǎn)換成S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine，SAM)，SAM在S-腺苷甲硫氨酸脫羧酶（S-adenosylmethioninedecarboxylase，SAMDC）作用下脫羧變?yōu)槿ヴ然鵖-腺苷甲硫氨酸(decarboxylatedS-adenosylmethionine，dsSAM)，dsSAM則能夠在亞精胺合酶和精胺合酶作用下分別合成亞精胺和精胺（姚響文等2014）。由于多胺途徑是可逆的，因此精胺和亞精胺還可以分別通過亞精胺/精胺乙酰轉(zhuǎn)移酶（Spd/SpmN1-acetyl-transferases，SSAT）和多胺氧化酶（polyamineoxidase，Pao）逆向生成亞精胺和腐胺（Valdés-Santiagoetal2012）。2.2真菌中多胺的作用及其合成相關(guān)基因的功能研究研究表明，高濃度的多胺是真菌細(xì)胞分化的必要條件之一，多胺合成和代謝的變化能夠調(diào)控真菌細(xì)胞的形態(tài)變化（Valdés-Santiagoetal2009）。在埃默森小芽枝霉（Blastocladiellaemersonii）游動(dòng)孢子中，多胺合成關(guān)鍵酶鳥氨酸脫羧酶活性很低，然而在萌發(fā)過程中鳥氨酸脫羧酶活性急劇升高，表明多胺的生物合成可以促進(jìn)游動(dòng)孢子的萌發(fā)（Mennuccietal1975）。同樣，高濃度的腐胺和亞精胺環(huán)境可以促進(jìn)總狀

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2020屆博士研究生學(xué)位（畢業(yè)）論文83PHB家族基因的研究3.1Prohibitin家族蛋白分類、特征與功能Prohibitin蛋白最早在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)，McClung等（1989）發(fā)現(xiàn)在小鼠編碼Prohibitin蛋白的Phb1基因在正常細(xì)胞中的表達(dá)高于再生過程中的肝細(xì)胞，然后將分離純化的Phb1蛋白注射到小鼠胚胎干細(xì)胞發(fā)現(xiàn)它能抑制細(xì)胞周期，具有抗細(xì)胞增殖的作用，因此命名為抗增殖蛋白(McClungetal1989)。Prohibitin與Stomatin、Flotillin和Hflk/C一起都屬于SPFH超家族蛋白，該家族蛋白成員具有一個(gè)高度保守的SPFH結(jié)構(gòu)域，并廣泛分布于原核生物和真核生物中（Browmanetal2007）。其中，Stomatin、Prohibitin和Flotillin在原核生物和真核生物中存在，而Hflk/C僅存在于細(xì)菌中（Morrowetal2005，Browmanetal2006，Wetzeletal2007）。研究發(fā)現(xiàn)含有SPFH結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)都被錨定在細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)上，包括質(zhì)膜、早期內(nèi)吞體、高爾基體、脂滴、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Langhorstetal2005，Browmanetal2006）（圖1-3）。由于該家族的所有蛋白在抗去垢劑膜組分（detergent-resistantmembranefractions，DRM）中富集，因此這些蛋白的亞細(xì)胞定位均位于脂膜微區(qū)（Morrowetal2005；Langhorstetal2005）。由于這種特殊的定位，SPFH蛋白具有多種重要的生物學(xué)功能，包括離子通道調(diào)節(jié)，分子伴侶，囊泡和蛋白運(yùn)輸，膜微區(qū)形成以及膜與細(xì)胞骨架之間互作等（Huberetal2015，Yokoyamaetal2020）。圖1-3哺乳動(dòng)物中SPFH超家族蛋白亞細(xì)胞定位分布(Browmanetal2007)Fig.1-3SubcellulardistributionofmammalianSPFHdomain-containingproteins(Browmanetal2007)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TOR信號(hào)調(diào)控真菌細(xì)胞的生長(zhǎng)與代謝[J]. 宋曉丹,張園,鄒祥.  微生物學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]多胺在微生物中的研究進(jìn)展[J]. 姚響文,周密,曹穎瑛,姜遠(yuǎn)英.  中國(guó)真菌學(xué)雜志. 2014(02)



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