大丽轮枝菌DNA甲基化酶基因VdDIM-2的克隆及功能分析

发布时间：2020-07-27 20:22

【摘要】：大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)是引起棉花黄萎病(Verticillium wilt)的主要致病菌之一,严重影响棉花质量和产量,对世界各大产棉国造成不可预计的经济损失。该菌通过土壤进行传播,寄主范围多达660种植物,因其对环境适应性强,变异性大而快,且致病机理复杂等特点,加大了对棉花黄萎病的防治难度。大丽轮枝菌在寄主侵染的过程中,需要分化产生分生孢子,然后由分生孢子通过维管束对寄主植物进行系统的侵染。研究发现,强致病力大丽轮枝菌比弱致病力大丽轮枝菌产生更多的分生孢子,分生孢子的分化能力在大丽轮枝菌致病性中起了重要的作用。DNA甲基化酶DIM-2对模式菌株稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)的产孢量起重要调控作用,并且参与病原菌侵染所必需的附着胞的分化过程;其基因缺失突变体菌株的致病力有所下降。模式菌株稻瘟病菌的研究思路和结果,可用来指导大丽轮枝菌的相关研究。以稻瘟病菌中编码DIM-2的序列MGG_00889为源序列,利用BLASTP程序对大丽轮枝菌基因组数据库进行序列相似性搜索,发现存在同源基因VDAG_00829。借助高效的基因敲除体系,构建大丽轮枝菌VdDIM-2基因缺失突变体,然后观察突变体的表型、生长速率以及产孢量,并与野生型菌株相比较,以期探索DNA甲基化酶的缺失对大丽轮枝菌的形态及产孢量影响,试图在表观遗传水平为防治棉花黄萎病提供潜在的理论依据。结果显示该菌株在PDA培养基、CPK培养基和果胶培养基上的生长速率与野生型菌株Vd991相近,且菌落形态无明显变化。通过分析查比克培养基中两种菌液的产孢量,发现Vd991与?VdDIM-2的产孢量高峰均在摇瓶培养后第6天,且产孢量没有明显的区别。对突变体菌株?VdDIM-2的致萎能力进行测试,通过计算棉花病情指数发现:在发病15天后野生型菌株Vd991和突变体菌株?VdDIM-2的病情指数分别为34.6和28.2;在发病25天后野生型菌株和突变体菌株的病情指数分别为56.5和50.8。以上实验结果表明突变体菌株?VdDIM-2在表型上没有显现出形态缺陷,突变体菌株的致病能力相较于野生型菌株有轻微减轻。这说明DNA甲基化酶的缺失对大丽轮枝菌的菌落形态和产孢量没有根本性影响,VdDIM-2基因不是大丽轮枝菌侵染的必需基因。
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S432.4

【参考文献】