【摘要】：微管作為禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)中細(xì)胞骨架的重要部分不僅能夠維持細(xì)胞形態(tài),而且在許多生命活動(dòng)中都扮演重要角色。先前的研究表明,同為細(xì)胞骨架的肌動(dòng)蛋白微絲(Actin filaments)在毒素運(yùn)輸中起重要作用,用Actin抑制劑Latrunculin A處理菌體細(xì)胞可直接導(dǎo)致DON合成相關(guān)基因Tri12(毒素運(yùn)輸泵)不運(yùn)動(dòng),從而認(rèn)為Actin參與毒素運(yùn)輸并起著關(guān)鍵作用。而本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn),同樣作為禾谷鐮刀菌細(xì)胞骨架重要成分的兩個(gè)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(chǔ)上來探究微管蛋白是否同樣也在毒素運(yùn)輸中起作用以及是否在毒素運(yùn)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P(guān)H-1體外體內(nèi)產(chǎn)毒、DON合成相關(guān)基因(TRI5,TRI6,TRI12)表達(dá)量及Tri1表達(dá)和Tri12運(yùn)動(dòng)來明確兩個(gè)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(jié)果顯示,與PH-1相比,Fgtub1和Fgtub2中TRI5表達(dá)量均上調(diào),表明Fgtub2中產(chǎn)毒降低并不是由于TRI基因表達(dá)量的降低引起的,猜測是運(yùn)輸受阻導(dǎo)致。3.使用40μg/ml的微管抑制劑Nacodazole處理PH-1來進(jìn)一步明確FgTUB1基因在毒素運(yùn)輸中的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),Nacodazole的使用導(dǎo)致TRI基因表達(dá)及菌體體外產(chǎn)毒均下降,進(jìn)一步表明FgTUB1基因可能參與到了毒素運(yùn)輸過程。而在Fgtub1中用Nacodazole單獨(dú)處理FgTUB2導(dǎo)致產(chǎn)毒顯著降低,也進(jìn)一步明確了FgTUB2參與到了毒素運(yùn)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(nèi)毒素產(chǎn)量測定表明FgTUB1和FgTUB2基因的缺失及損傷均導(dǎo)致菌體體內(nèi)產(chǎn)毒顯著升高。5.細(xì)胞學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)β-微管蛋白的缺失不影響Tri1表達(dá)和Tri12運(yùn)動(dòng),而用高濃度抑制劑處理野生型發(fā)現(xiàn)Tri12運(yùn)動(dòng)受阻,表明FgTUB1和FgTUB2均參與到了毒素運(yùn)輸。6.在用Nacodazole處理野生型時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)和細(xì)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(gè)β-微管蛋白均參與到了毒素運(yùn)輸,但FgTUB2相比于FgTUB1對毒素運(yùn)輸過程以及核分裂更為重要。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S435.121.45
【圖文】：

?1第一章 文獻(xiàn)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(yán)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(gè)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(yáng)花期侵染(Sutton 1982)，遇雨天侵染加重，其侵染小麥后，不僅會(huì)導(dǎo)致籽粒干癟致使小麥產(chǎn)量嚴(yán)重降低，而且它在侵染小麥的過程中會(huì)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(huì)導(dǎo)致中毒，嚴(yán)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(yán)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(yán)峻 (Chen et al. 2017)，因此，對禾谷鐮刀菌致病機(jī)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(dǎo)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(gè)階段，在無性階段時(shí)禾谷鐮刀菌主要以瓶梗式形成分生孢子進(jìn)行繁殖，分生孢子形狀呈鐮刀型，兩端較中間更細(xì)長，端部平鈍，足細(xì)胞形態(tài)明顯，分生孢子多為 3-5 個(gè)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(nèi)，經(jīng)收割其殘留在田間的病種或病殘境適宜時(shí)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(nèi)部，其產(chǎn)生的菌絲可直接穿透植物細(xì)胞，arry et al. 1995, Markell 2003)，禾谷鐮刀菌不僅可沿維管束擴(kuò)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(lán)黑色的物質(zhì)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(shí)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(dǎo)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(diào)控，直線以橫杠結(jié)束表示負(fù)向調(diào)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(guān)基因研究現(xiàn)狀菌在侵染小麥的過程中會(huì)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(zhì)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(diào)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(shí)將法尼焦磷酸轉(zhuǎn)化成二烯合酶，從而催 (Proctor et al. 1995)，該基因的表達(dá)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(dǎo)擬分枝

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本文編號(hào)：2813214