【摘要】：微管作為禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)中細胞骨架的重要部分不僅能夠維持細胞形態(tài),而且在許多生命活動中都扮演重要角色。先前的研究表明,同為細胞骨架的肌動蛋白微絲(Actin filaments)在毒素運輸中起重要作用,用Actin抑制劑Latrunculin A處理菌體細胞可直接導致DON合成相關基因Tri12(毒素運輸泵)不運動,從而認為Actin參與毒素運輸并起著關鍵作用。而本實驗室前期研究發(fā)現(xiàn),同樣作為禾谷鐮刀菌細胞骨架重要成分的兩個β-微管蛋白(FgTUB1和FgTUB2)在有性和無性生殖上存在功能分化,本課題在此研究基礎上來探究微管蛋白是否同樣也在毒素運輸中起作用以及是否在毒素運輸中存在功能分化。通過測定Fgtub1和Fgtub2缺失突變體及微管抑制劑Nacodazole處理后野生型菌株PH-1體外體內產(chǎn)毒、DON合成相關基因(TRI5,TRI6,TRI12)表達量及Tri1表達和Tri12運動來明確兩個β-微管蛋白在產(chǎn)毒中的作用。1.通過對Fgtub1和Fgtub2缺失突變體產(chǎn)毒測定發(fā)現(xiàn),與PH-1相比,Fgtub1中體外產(chǎn)毒以及大米產(chǎn)毒略有升高,其侵染小麥能力無顯著差異,但對玉米須的侵染能力卻顯著降低。而Fgtub2中體外產(chǎn)毒、大米產(chǎn)毒以及對小麥和玉米須的侵染能力都有顯著缺陷,表明FgTUB1和FgTUB2在菌體產(chǎn)毒方面可能存在功能分化,且FgTUB2對菌體產(chǎn)毒更加重要。2.QRT-PCR結果顯示,與PH-1相比,Fgtub1和Fgtub2中TRI5表達量均上調,表明Fgtub2中產(chǎn)毒降低并不是由于TRI基因表達量的降低引起的,猜測是運輸受阻導致。3.使用40μg/ml的微管抑制劑Nacodazole處理PH-1來進一步明確FgTUB1基因在毒素運輸中的作用,結果發(fā)現(xiàn),Nacodazole的使用導致TRI基因表達及菌體體外產(chǎn)毒均下降,進一步表明FgTUB1基因可能參與到了毒素運輸過程。而在Fgtub1中用Nacodazole單獨處理FgTUB2導致產(chǎn)毒顯著降低,也進一步明確了FgTUB2參與到了毒素運輸過程。4.通過對Fgtub1和Fgtub2缺失突變體以及Nacodazole處理野生型后體內毒素產(chǎn)量測定表明FgTUB1和FgTUB2基因的缺失及損傷均導致菌體體內產(chǎn)毒顯著升高。5.細胞學觀察發(fā)現(xiàn)β-微管蛋白的缺失不影響Tri1表達和Tri12運動,而用高濃度抑制劑處理野生型發(fā)現(xiàn)Tri12運動受阻,表明FgTUB1和FgTUB2均參與到了毒素運輸。6.在用Nacodazole處理野生型時發(fā)現(xiàn)細胞質和細胞核處的FgTub2對抑制劑的耐受性也存在差異,表明FgTUB2涉及到了核分裂。綜上所述,禾谷鐮刀菌兩個β-微管蛋白均參與到了毒素運輸,但FgTUB2相比于FgTUB1對毒素運輸過程以及核分裂更為重要。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S435.121.45
【圖文】：

?1第一章 文獻綜述1.1 小麥赤霉病與禾谷鐮刀菌簡述1.1.1 小麥赤霉病簡述小麥赤霉病 (Fusarium head blight, FHB) 作為小麥生產(chǎn)上非常嚴重的一種病害（圖1-1），其危害僅次于小麥條銹病。作為一種普遍發(fā)生的流行病害，其流行之廣涉及到世界多個國家 (何家泌, 1992)。該病害由鐮刀菌引起，研究顯示，我國引起小麥赤霉病的致病菌主要是禾谷鐮刀菌 (Goswami and Kistler 2004)。該致病菌主要在小麥揚花期侵染(Sutton 1982)，遇雨天侵染加重，其侵染小麥后，不僅會導致籽粒干癟致使小麥產(chǎn)量嚴重降低，而且它在侵染小麥的過程中會產(chǎn)生多種真菌毒素，這些真菌毒素可殘留在病麥及后續(xù)加工制品中，人畜食用后會導致中毒，嚴重者甚至死亡 (De Walle et al. 2010)。目前許多國家對小麥中殘留真菌毒素的含量都有嚴格規(guī)定，如美國和歐洲對小麥中殘留毒素的含量分別不高于 1μg/g 和 0.75μg/g (Geng et al. 2014)。目前，我國主栽小麥品種中鮮有高抗小麥赤霉病的品種，田間菌株的抗藥性問題也日益嚴峻 (Chen et al. 2017)，因此，對禾谷鐮刀菌致病機理開展研究，最終為赤霉病防控新策略的建立提供理論就顯得十分重要。圖 1-1 禾谷鐮刀菌導致的小麥赤霉病Figure 1-1. Fusarium head blight caused by Fusarium graminearum1.1.2 禾谷鐮刀菌生活史簡介禾谷鐮刀菌的生活史可以分為無性和有性兩個階段，在無性階段時禾谷鐮刀菌主要以瓶梗式形成分生孢子進行繁殖，分生孢子形狀呈鐮刀型，兩端較中間更細長，端部平鈍，足細胞形態(tài)明顯，分生孢子多為 3-5 個隔膜

侵染中也發(fā)揮著重要作用，禾谷鐮刀菌在侵染大或作物體內，經(jīng)收割其殘留在田間的病種或病殘境適宜時可迅速生長繁殖產(chǎn)生分生孢子和子囊孢雨、昆蟲等媒介的傳播侵染到新的寄主，小麥在部 (Sutton 1982)。這些分生孢子和子囊孢子萌發(fā)植物內部，其產(chǎn)生的菌絲可直接穿透植物細胞，arry et al. 1995, Markell 2003)，禾谷鐮刀菌不僅可沿維管束擴展至鄰近小穗，致使整顆小麥發(fā)病。粉紅色霉層，這些霉層即為分生孢子聚集在一起期可在其最初侵染部位形成紫色或藍黑色的物質禾谷鐮刀菌在有性階段產(chǎn)生的子囊殼（馬鴻翔和件適宜時便從子囊殼頂端小孔噴出作為下一次菌侵染小麥后可最終導致被侵染的小麥穗枯萎變 al. 2008)。

1-3 禾谷鐮刀菌中部分參與 ZEA 生物合成的基因 (Geng et al. 2014)(箭頭表示正向調控，直線以橫杠結束表示負向調控)artial genes involved in the ZEA production in F. graminearum (Geng et al. 2e regulation is indicated by an arrow, negative regulation by a line ending by a transversal b菌中 DON 合成相關基因研究現(xiàn)狀菌在侵染小麥的過程中會釋放多種真菌毒素，這些真菌毒素可顯致病性 (Geng et al. 2014)，并且可以抑制真核生物蛋白質的合成物均具有一定的活性 (Audenaert et al. 2013)。其中危害最大的 基因家族調控，目前已發(fā)現(xiàn)的 DON 生物合成基因中，TRI5 是在 DON 合成第一步時將法尼焦磷酸轉化成二烯合酶，從而催 (Proctor et al. 1995)，該基因的表達與否可用來作為 DON 是否合11)；除了 TRI5 之外，TRI101、TRI1、TRI4、TRI12、TRI6、TRN 毒素的合成。Isaac B. Meek 等人通過紫外線誘導擬分枝

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本文編號：2813214