稻瘟菌氨基酸通透酶（MoGAP1）的生物功能研究

发布时间：2020-06-18 14:29

【摘要】：由稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻的重要病害,影响水稻产量和米质,危害范围大,分布地区广,稻瘟菌生理小种多变,水稻品种抗性丧失,在生产上没有特效的防治方法,所以对稻瘟菌的防治一直是亟待解决的问题。而稻瘟菌-水稻之间的互作是真菌与植物互作的模式研究对象,稻瘟菌侵染水稻初期对缺氮环境的适应机制的研究,可以用于对稻瘟菌的控制和防治,所以研究稻瘟菌侵染水稻的分子机制和致病过程具有重要的实用价值和科学意义。本研究通过对在缺氮环境中稻瘟菌吸收氨基酸的通道,3个氨基酸通透酶MoGAP1,MoGAP2和MoGAP3进行克隆敲除发现ΔMoGAP1的致病力最弱,所以选择MoGAP1进行初步研究,对其在稻瘟菌中的生长发育作用进行了研究并得到如下结果:1.对MoGAP1进行了生物信息学分析,基因全长2115bp,其中有两个内含子,共210bp,编码635个氨基酸。2.敲除突变体ΔMo GAP1菌落白色,气生菌丝旺盛,菌落生长速度小于Y34,ΔMo GAP1与Y34一样可正常形成附着胞和侵染钉,可以在洋葱表皮细胞中有扩展菌丝,但其产孢量明显小于Y34,合成黑色素少于Y34,孢子液接于水稻叶片上观察到ΔMoGAP1致病力明显下降,几乎不形成病斑。3.ΔMoGAP1与Y34一样在逆境胁迫下,有着同样的抑制和生长趋势,对H_2O_2逆境不敏感。对盐胁迫逆境不敏感,说明MoGAP1基因与稻瘟菌的渗透压无关。对刚果红和SDS的不敏感说明该基因并不在细胞壁上。4.氨基酸的回补实验中,在无氮源的MM-N和有氮源的MM培养基上,ΔMoGAP1与Y34生长一样,在MM-N培养基中分别回补Ile、Lys、Thr、Met四种氨基酸,只有单独回补Lys时,ΔMoGAP1不生长而Y34可以生长,得出MoGAP1基因与Lys的吸收有关。上述的结果证明,MoGAP1基因参与稻瘟菌的营养生长、黑色素的合成、分生孢子的产生过程、致病过程、氨基酸吸收,并在致病过程中有着重要的作用。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.111.41
【图文】：

稻瘟菌,侵染过程,病斑,叶肉细胞

稻瘟菌侵染过程图

反应原理,侵染,病原菌,植物

图 1.2 植物免疫反应原理图(图片引自李智强，王国梁，刘文德. 水稻抗病分子机制研究进展[J]. 生物技术通报, 2016, 32(10):97-108 )Fig. 1.2 The schematic diagram of plant immune reaction(The figure comes from LI Zhi-qiang, WANG Guo-liang, LIU Wen-de. Recenrogress in Molecular Mechanism of Rice Disease Resistance[J]. BiotechnologyBulletin., 2016, 32(10):97-108)病原菌在与植物互作过程中会产生毒素、外壳蛋白等致病产物，抑制植物来侵染和引起病变[15]。而植物受到侵染后，也会产生拮抗物质和传递信号免疫反应。植物通过一下几方面来抵御病原菌的侵染：一、植物产生次生产物来保护自身免受侵害，如苯丙氨酸代谢途径中产生的植物抗毒素；二、防御功能，如细胞壁的角质素、木质素等，通过物理方式抵御侵染；三、膜上的模式识别受体，通过识别病原菌相关分子模式，激活下游抗病信号

【参考文献】