稻瘟病菌异戊酰基辅酶A脱氢酶MoIVD的功能分析

发布时间：2020-10-02 07:38

　　异戊酰基辅酶A脱氢酶(Isovaleryl-CoA dehydrogenase,IVD)是参与亮氨酸分解代谢第三步的关键酶,它催化异戊酰基辅酶A(isovalerylCoA)脱氢产生3-甲基巴豆酰基辅酶A(β-methylcrotonyl-CoA),同时将脱去的电子传递给电子传递黄素蛋白(Electron-transferring flavoprotein,ETF)用于合成ATP。之前的研究发现稻瘟病菌电子传递黄素蛋白MoEtf对稻瘟病菌的生长、产孢以及致病性至关重要,而其上游电子供体的功能还不清楚。为了进一步研究稻瘟病菌中电子传递蛋白的生物学功能以及亮氨酸代谢在稻瘟病菌生长、发育和致病过程中的作用,我们对稻瘟病菌异戊酰基辅酶A脱氢酶基因MoIVD(M.oryzae iso-valeryl-CoA dehydrogenase)展开了研究。结果表明,MoIvd在真菌内高度保守,并且在外源亮氨酸诱导条件下高度表达。MoIVD基因敲除后,稻瘟病菌生长速率减慢、产孢能力减弱、致病力降低,但分生孢子的萌发以及附着胞的形成没有受到影响。GCMS检测发现,敲除突变体中异戊酸大量积累,且外源添加醋酸钠和碳酸钠后,突变体在生长和产孢方面的缺陷得到极大程度地恢复,说明异戊酸的积累是突变体生长和产孢缺陷的主要原因。然而,DAB染色实验表明,突变体致病性的减弱可能是由于不能抵抗寄主细胞内的氧化胁迫。此外,酵母双杂和双分子荧光互补实验(BIFC)表明,MoIVD定位于线粒体,与其电子受体MoEtf的β亚基互作介导电子传递。综上,我们的实验结果表明,MoIVD基因作用于稻瘟病菌的亮氨酸代谢分解,对病菌营养生长,产孢以及致病力均具有重要作用。
【学位单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S435.111.41
【部分图文】：

生命周期,病原物,免疫反应,免疫系统

图 1-1 稻瘟病菌生命周期[3]Figure1-1 The life cycle of Magnaporthe oryzae[3]水稻抗稻瘟病免疫系统稻与稻瘟病菌在自然界中经过长期的协同进化，形成了目前已知的两层疫系统来抵抗病原物的入侵[12,13]。第一层抗病系统为初级免疫系统，与特异响应病原物关联分子模式引发免疫反应，被称为病原物相关分子模免疫(PAMP-triggered immunity, PTI)[14]。第二层抗病系统为细胞内部抗异识别病原物效应因子激发的免疫反应，称为效应分子诱导的免疫系or-triggered immunity,ETI)[15]。水稻病原菌相关模式诱发的免疫反应过程的是几丁质激发子结合蛋白的 PAMPs。真菌细胞中的几丁质激发植物氧（reactive oxygen species, ROS），植保素等[16]，使得植物的抗病性得

亮氨酸,辅酶A,脱氢酶,α氧

25,26]。异戊酰基辅酶A脱氢酶(IVD)作用于亮氨酸代谢分解的第三步，将异戊酰基辅酶A分解为3-甲基巴豆酰基辅酶A（β-methylcrotonyl-CoA）（图1-2），同时将脱氢产生的还原当量通过电子传递黄素蛋白（ETF）传递到呼吸链[27]。异戊酰基辅酶A脱氢酶，以黄素腺嘌呤二核苷酸(Flavin adenine dinucleotide, FAD)为辅因子，其氧化方式有α氧化和β氧化[28]。

8图 2-1 酵母表达载体 pGBKT7 和 pGADT7 图谱Figure2-1 The parrent vetor pGBKT7 and pGADT7 for yeast expression

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