希金斯刺盘孢ChODC、ChCDC25和ChPhb1/2基因功能研究
发布时间：2021-03-03 08:04
希金斯刺盘孢（Colletotrichum higginsianum）主要侵染芸苔属、萝卜属和拟南芥等十字花科植物引起炭疽病,在生产上对十字花科蔬菜的品质与产量造成极大影响。本文通过对希金斯刺盘孢致病相关基因Ch ODC、Ch CDC25和Ch Phb1/Ch Phb2的功能及调控机制的深入研究,分别从多胺代谢、Ras蛋白信号通路以及线粒体功能等方面解析其参与植物病原真菌发育和致病的相关机理。研究主要结果如下:（1）在希金斯刺盘孢中,鸟氨酸脱羧酶Ch ODC编码456 aa蛋白,含有两个外显子和1个内含子。对Ch ODC基因进行敲除和互补,Ch ODC基因敲除突变体是一个腐胺营养缺陷型菌株,外源加入腐胺可部分补偿其营养缺陷。Ch ODC基因敲除突变体在菌落生长、黑色素形成、产孢、细胞壁完整性、附着胞膨压以及致病力等方面均表现严重缺陷。亚细胞定位观察结果表明Ch ODC定位于细胞质。对Ch ODC基因敲除突变体进行代谢组和转录组分析表明,Ch ODC参与调控氨基酸代谢、脂质代谢以及碳代谢,从而影响附着胞中膨压、附着胞的穿透能力以及致病力。分析自噬相关基因的转录组数据,结合自噬观察和Wes...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：191 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
希金斯刺盘孢的致病过程模式图（O’Connelletal2012）
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文6图1-2真菌中多胺代谢途径（Majumdaretal2018）Fig.1-2OverviewofthePAbiosyntheticpathwayinfungi(Majumdaretal2018)此外，研究表明微生物体内亚精胺和精胺的合成除了腐胺途径还存在另一条S-腺苷甲硫氨酸途径。S-腺苷甲硫氨酸合酶（S-adenosylmethioninesynthetase，SAMS）能够将甲硫氨酸转换成S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine，SAM)，SAM在S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶（S-adenosylmethioninedecarboxylase，SAMDC）作用下脱羧变为去羧基S-腺苷甲硫氨酸(decarboxylatedS-adenosylmethionine，dsSAM)，dsSAM则能够在亚精胺合酶和精胺合酶作用下分别合成亚精胺和精胺（姚响文等2014）。由于多胺途径是可逆的，因此精胺和亚精胺还可以分别通过亚精胺/精胺乙酰转移酶（Spd/SpmN1-acetyl-transferases，SSAT）和多胺氧化酶（polyamineoxidase，Pao）逆向生成亚精胺和腐胺（Valdés-Santiagoetal2012）。2.2真菌中多胺的作用及其合成相关基因的功能研究研究表明，高浓度的多胺是真菌细胞分化的必要条件之一，多胺合成和代谢的变化能够调控真菌细胞的形态变化（Valdés-Santiagoetal2009）。在埃默森小芽枝霉（Blastocladiellaemersonii）游动孢子中，多胺合成关键酶鸟氨酸脱羧酶活性很低，然而在萌发过程中鸟氨酸脱羧酶活性急剧升高，表明多胺的生物合成可以促进游动孢子的萌发（Mennuccietal1975）。同样，高浓度的腐胺和亚精胺环境可以促进总状
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文83PHB家族基因的研究3.1Prohibitin家族蛋白分类、特征与功能Prohibitin蛋白最早在哺乳动物中发现，McClung等（1989）发现在小鼠编码Prohibitin蛋白的Phb1基因在正常细胞中的表达高于再生过程中的肝细胞，然后将分离纯化的Phb1蛋白注射到小鼠胚胎干细胞发现它能抑制细胞周期，具有抗细胞增殖的作用，因此命名为抗增殖蛋白(McClungetal1989)。Prohibitin与Stomatin、Flotillin和Hflk/C一起都属于SPFH超家族蛋白，该家族蛋白成员具有一个高度保守的SPFH结构域，并广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仅存在于细菌中（Morrowetal2005，Browmanetal2006，Wetzeletal2007）。研究发现含有SPFH结构域的蛋白质都被锚定在细胞的膜结构上，包括质膜、早期內吞体、高尔基体、脂滴、线粒体和内质网（Langhorstetal2005，Browmanetal2006）（图1-3）。由于该家族的所有蛋白在抗去垢剂膜组分（detergent-resistantmembranefractions，DRM）中富集，因此这些蛋白的亚细胞定位均位于脂膜微区（Morrowetal2005；Langhorstetal2005）。由于这种特殊的定位，SPFH蛋白具有多种重要的生物学功能，包括离子通道调节，分子伴侣，囊泡和蛋白运输，膜微区形成以及膜与细胞骨架之间互作等（Huberetal2015，Yokoyamaetal2020）。图1-3哺乳动物中SPFH超家族蛋白亚细胞定位分布(Browmanetal2007)Fig.1-3SubcellulardistributionofmammalianSPFHdomain-containingproteins(Browmanetal2007)
【参考文献】：
期刊论文
[1]TOR信号调控真菌细胞的生长与代谢[J]. 宋晓丹,张园,邹祥. 微生物学报. 2018(10)
[2]多胺在微生物中的研究进展[J]. 姚响文,周密,曹颖瑛,姜远英. 中国真菌学杂志. 2014(02)
本文编号：3060922
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：191 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
希金斯刺盘孢的致病过程模式图（O’Connelletal2012）
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文6图1-2真菌中多胺代谢途径（Majumdaretal2018）Fig.1-2OverviewofthePAbiosyntheticpathwayinfungi(Majumdaretal2018)此外，研究表明微生物体内亚精胺和精胺的合成除了腐胺途径还存在另一条S-腺苷甲硫氨酸途径。S-腺苷甲硫氨酸合酶（S-adenosylmethioninesynthetase，SAMS）能够将甲硫氨酸转换成S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine，SAM)，SAM在S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶（S-adenosylmethioninedecarboxylase，SAMDC）作用下脱羧变为去羧基S-腺苷甲硫氨酸(decarboxylatedS-adenosylmethionine，dsSAM)，dsSAM则能够在亚精胺合酶和精胺合酶作用下分别合成亚精胺和精胺（姚响文等2014）。由于多胺途径是可逆的，因此精胺和亚精胺还可以分别通过亚精胺/精胺乙酰转移酶（Spd/SpmN1-acetyl-transferases，SSAT）和多胺氧化酶（polyamineoxidase，Pao）逆向生成亚精胺和腐胺（Valdés-Santiagoetal2012）。2.2真菌中多胺的作用及其合成相关基因的功能研究研究表明，高浓度的多胺是真菌细胞分化的必要条件之一，多胺合成和代谢的变化能够调控真菌细胞的形态变化（Valdés-Santiagoetal2009）。在埃默森小芽枝霉（Blastocladiellaemersonii）游动孢子中，多胺合成关键酶鸟氨酸脱羧酶活性很低，然而在萌发过程中鸟氨酸脱羧酶活性急剧升高，表明多胺的生物合成可以促进游动孢子的萌发（Mennuccietal1975）。同样，高浓度的腐胺和亚精胺环境可以促进总状
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文83PHB家族基因的研究3.1Prohibitin家族蛋白分类、特征与功能Prohibitin蛋白最早在哺乳动物中发现，McClung等（1989）发现在小鼠编码Prohibitin蛋白的Phb1基因在正常细胞中的表达高于再生过程中的肝细胞，然后将分离纯化的Phb1蛋白注射到小鼠胚胎干细胞发现它能抑制细胞周期，具有抗细胞增殖的作用，因此命名为抗增殖蛋白(McClungetal1989)。Prohibitin与Stomatin、Flotillin和Hflk/C一起都属于SPFH超家族蛋白，该家族蛋白成员具有一个高度保守的SPFH结构域，并广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仅存在于细菌中（Morrowetal2005，Browmanetal2006，Wetzeletal2007）。研究发现含有SPFH结构域的蛋白质都被锚定在细胞的膜结构上，包括质膜、早期內吞体、高尔基体、脂滴、线粒体和内质网（Langhorstetal2005，Browmanetal2006）（图1-3）。由于该家族的所有蛋白在抗去垢剂膜组分（detergent-resistantmembranefractions，DRM）中富集，因此这些蛋白的亚细胞定位均位于脂膜微区（Morrowetal2005；Langhorstetal2005）。由于这种特殊的定位，SPFH蛋白具有多种重要的生物学功能，包括离子通道调节，分子伴侣，囊泡和蛋白运输，膜微区形成以及膜与细胞骨架之间互作等（Huberetal2015，Yokoyamaetal2020）。图1-3哺乳动物中SPFH超家族蛋白亚细胞定位分布(Browmanetal2007)Fig.1-3SubcellulardistributionofmammalianSPFHdomain-containingproteins(Browmanetal2007)
【参考文献】：
期刊论文
[1]TOR信号调控真菌细胞的生长与代谢[J]. 宋晓丹,张园,邹祥. 微生物学报. 2018(10)
[2]多胺在微生物中的研究进展[J]. 姚响文,周密,曹颖瑛,姜远英. 中国真菌学杂志. 2014(02)
本文编号：3060922
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