發(fā)布時(shí)間：2019-04-10 10:30

【摘要】：生物鐘雖然是生物體內(nèi)部的生理進(jìn)程,但是與外界環(huán)境也是緊密聯(lián)系的,能夠使生物體更好地適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化。frq基因是粗糙脈孢菌生物鐘的中心作用元件之一,為了明確生物鐘基因?qū)Φ疚辆闹匾?我們對(duì)frq同源基因MoFRQ的功能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,在持續(xù)黑暗的條件下MoFRQ的表達(dá)不具有周期性。但是與黑暗條件相比,光照處理可以提高M(jìn)oFRQ的表達(dá)水平。另外,光照不僅可以促進(jìn)MoFRQ的表達(dá),而且會(huì)使MoFrq-GFP定位在細(xì)胞核中。光照條件下,Mofrq突變體氣生菌絲的生長(zhǎng)受到抑制。與野生型菌株Guy11相比,Mofrq突變體分生孢子的產(chǎn)生數(shù)量明顯降低。酵母雙雜交發(fā)現(xiàn),MoFrq和Htf1可以直接發(fā)生互作,從而共同影響分生孢子的形成。Mofrq突變體附著胞的形成和穿透能力出現(xiàn)下降,從而使其致病力明顯降低。Mofrq突變體的糖原和脂肪粒從分生孢子向附著胞的移動(dòng)出現(xiàn)延遲,從而可能會(huì)對(duì)附著胞的膨壓產(chǎn)生影響。與野生型菌株相比,Mofrq突變體對(duì)外界活性氧壓力敏感性增強(qiáng),但是對(duì)滲透壓的敏感性變化不大。另外,Mofrq突變體中的PKA活性水平明顯降低。以上結(jié)果說(shuō)明,MoFRQ缺失后會(huì)對(duì)氣生菌絲的生長(zhǎng)、分生孢子的產(chǎn)生、附著胞的穿透、活性氧壓力的敏感性以及信號(hào)通路產(chǎn)生影響。當(dāng)敲除禾谷鐮刀菌的FgFRQ基因后,不會(huì)對(duì)菌絲生長(zhǎng)和致病力產(chǎn)生影響。在Mofrq突變體中表達(dá)FgFRQ后,不能使菌落生長(zhǎng)和致病力方面的缺陷得以回復(fù),但是用粗糙脈孢菌的FRQ卻可以回復(fù)菌落生長(zhǎng)和致病力方面的缺陷。除Fg Frq外,Frq和MoFrq都具有非最優(yōu)密碼子使用的偏好性,從而會(huì)對(duì)FRQ的功能產(chǎn)生影響。對(duì)于植物病原真菌來(lái)說(shuō),自噬過(guò)程能夠使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)揭号葜羞M(jìn)行降解,從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)合成與降解的自我平衡,而且自噬對(duì)于病原真菌實(shí)現(xiàn)對(duì)寄主植物的侵染同樣十分重要。為了明確自噬對(duì)禾谷鐮刀菌的重要作用,我們分別對(duì)所預(yù)測(cè)得到的26個(gè)自噬相關(guān)基因(ATGs)進(jìn)行了敲除。在禾谷鐮刀菌不同生長(zhǎng)發(fā)育階段中,大多數(shù)ATG基因都在菌絲或分生孢子階段有著相對(duì)較高的表達(dá)量。與野生型菌株P(guān)H-1相比,15個(gè)ATG基因缺失突變體氣生菌絲的生長(zhǎng)明顯受到抑制,其中有12個(gè)突變體的生長(zhǎng)速率出現(xiàn)下降。有10個(gè)突變體的分生孢子產(chǎn)生數(shù)量也明顯降低。在有性生殖方面,有13個(gè)突變體無(wú)法產(chǎn)生子囊殼。在能夠形成正常子囊殼的突變體中,有7個(gè)突變體子囊孢子的形成與釋放也受到影響。當(dāng)接種小麥穗后,有17個(gè)突變體的致病力都明顯降低。在DON的生物合成方面,有7個(gè)突變體的DON合成發(fā)生變化。綜上所述,ATG基因?qū)τ诤坦如牭毒纳L(zhǎng)速率、氣生菌絲的生長(zhǎng)、分生孢子的產(chǎn)生、有性生殖和致病力等多個(gè)方面的生物學(xué)過(guò)程都具有重要作用。
[Abstract]:Although the biological clock is the internal physiological process of the organism, it is also closely related to the external environment, which can make the organism better adapt to the changes of the external environmental conditions. The frq gene is one of the central acting elements of the biological clock of Paeosporium rubricosporium. In order to clarify the importance of biological clock gene to blast fungus, we analyzed the function of frq homologous gene MoFRQ. The results show that the expression of MoFRQ is not periodic under the condition of continuous darkness. However, compared with the dark condition, light treatment can improve the expression level of MoFRQ. In addition, light can not only promote the expression of MoFRQ, but also localize MoFrq-GFP in the nucleus. Under light condition, the growth of aerated hyphae of Mofrq mutant was inhibited. Compared with wild-type strain Guy11, the number of conidia produced by Mofrq mutant was significantly lower than that of wild-type strain. Yeast two-hybrid showed that MoFrq and Htf1 could interact directly, which together affected the formation of conidia and decreased the ability of appressorium formation and penetration in Mofrq mutant. The migration of glycogen and fat grains from conidia to appressorium of Mofrq mutant was delayed, which might affect the swelling pressure of appressorium. Compared with wild-type strains, the sensitivity of Mofrq mutants to external reactive oxygen species (Ros) pressure was increased, but the sensitivity to osmotic pressure changed little. In addition, the activity level of PKA in Mofrq mutant decreased significantly. These results suggest that MoFRQ deletion may affect the growth of aerated hyphae, conidia production, appressorium penetration, sensitivity of reactive oxygen species pressure and signaling pathway. When the FgFRQ gene of Fusarium graminearum was knocked out, the mycelium growth and pathogenicity were not affected. When FgFRQ was expressed in Mofrq mutants, the defects in colony growth and pathogenicity could not be recovered, but the defects in colony growth and pathogenicity could be recovered by using FRQ. With the exception of Fg Frq, both Frq and MoFrq have the preference of non-optimal codon usage, which will affect the function of FRQ. For plant pathogenic fungi, autophagy processes can transport intracellular substances to vacuoles for degradation, thus achieving the self-balance of intracellular synthesis and degradation. Autophagy is also important for pathogenic fungi to infect host plants. In order to clarify the important role of autophagy on Fusarium graminearum, 26 autophagy-related genes (ATGs) were knockout respectively. In different stages of growth and development of Fusarium graminearum, most of the ATG genes were expressed in hyphae or conidia. Compared with wild type strain PH-1, the growth of aerated hyphae of 15 ATG gene deletion mutants was significantly inhibited, and the growth rate of 12 mutants was decreased. The number of conidia produced by 10 mutants also decreased significantly. In sexual reproduction, 13 mutants were unable to produce ascomystic shells. Among the mutants capable of forming normal ascomystic shells, the formation and release of ascospores of seven mutants were also affected. When the wheat panicle was inoculated, the pathogenicity of 17 mutants was significantly decreased. In the biosynthesis of DON, the DON synthesis of 7 mutants changed. In conclusion, ATG gene plays an important role in the biological processes of Fusarium graminearum, such as the growth rate of Fusarium graminearum, the growth of aerated hyphae, the production of conidia, the sexual reproduction and pathogenicity of Fusarium graminearum.
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S435.111.4;S435.121.45

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本文編號(hào)：2455725