禾谷镰刀菌组蛋白乙酰转移酶基因功能研究
发布时间：2023-05-06 00:28
小麦赤霉病是重要的农作物真菌病害。该病害由禾谷镰刀菌引起,在世界范围内广泛分布,会导致小麦产量下降。更为重要的是,禾谷镰刀菌侵染过程中产生的真菌毒素DON会在小麦及小麦制品中大量残留,威胁人畜健康,造成严重的食品安全问题。DON的生物合成是由TRI基因簇介导的。之前有研究认为基因簇中基因的表达多具有一致性,且与表观遗传调控紧密相关。组蛋白乙酰化修饰是一种重要的表观遗传调控机制,然而在禾谷镰刀菌中还没有关于组蛋白乙酰化修饰调控次生代谢途径的报道。为了探究组蛋白乙酰化修饰在禾谷镰刀菌次生代谢途径及致病过程中的调控作用。我们首先鉴定了禾谷镰刀菌中的9个组蛋白乙酰转移酶基因,分别命名为HAT1、GCN5、TAF1、ESA1、SAS3、SAS2、ELP3、HPA2/HPA3和RTT109。对它们进行基因敲除,发现TAF1和ESA1无法获得相应的突变体,因此判定这两个基因为致死基因。在获得的敲除突变体中,gcn5、sas3、elp3突变体生长严重滞缓,且菌落形态异常。gcn5基因敲除突变体丧失产孢能力。sas3和elp3突变体虽可以正常产孢,但是所产孢子较野生型长,相反,rtt109突变体所产孢子...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 小麦赤霉病及禾谷镰刀菌
1.1.1 小麦赤霉病的分布
1.1.2 小麦赤霉病发病特点及侵染模式
1.1.3 小麦赤霉病危害性
1.2 小麦赤霉病毒素的危害
1.3 小麦赤霉病毒素DON的合成
1.4 小麦赤霉病DON合成的调控
1.5 丝状真菌中组蛋白调控
1.6 组蛋白调控与次生代谢的关系
第二章 材料与方法
2.1 基因敲除
2.1.1 供试菌株及载体
2.1.2 主要培养基及配方
2.1.4 实验方法
2.2 突变体表型分析
2.2.1 供试菌株
2.2.2 试剂盒及培养基配方
2.2.3 实验方法
2.3 磷酸化位点突变载体及互补载体构建
2.3.1 PKA磷酸化位点的预测
2.3.2 点突变载体及互补载体引物设计
2.3.3 载体构建
2.4 RNA-seq分析
2.4.1 收集菌丝样品并送样
2.4.2 RNA-seq数据处理
第三章 禾谷镰刀菌组蛋白乙酰化转移酶的敲除及表型分析
3.1 禾谷镰刀菌乙酰转移酶基因的敲除
3.1.1 .禾谷镰刀菌中组蛋白乙酰化转移酶基因HATs的鉴定
3.1.2 .基因敲除转化子验证
3.2 禾谷镰刀菌乙酰转移酶基因突变体菌株表型鉴定结果
3.2.1 sas3,gcn5,elp3,rtt109 缺失突变体菌株生长速率下降
3.2.2 gcn5 突变体不产孢,sas3和rtt109 突变体孢子形态异常
3.2.3 sas3和gcn5 突变体丧失有性生殖过程
3.2.4 sas3、elp3 突变体仅能在接种点发病,rtt109 突变体致病力下降
3.2.5 sas3,gcn5 突变体几乎不产毒,hat1,elp3 突变体产毒下降
3.3 sas3 突变体功能回复验证和亚细胞定位
3.4 讨论
第四章 PKA和 Sas3 对次生代谢途径的调控
4.1 外源cAMP增加禾谷镰刀菌DON的产量
4.2 cAMP处理可以刺激产毒相关的细胞分化
4.3 cAMP可以恢复hat1,elp3 突变体菌株产毒,cAMP不能恢复 gcn5,sas3 突变体菌株产毒
4.4 WT、sas3、PKA突变体的RNA-seq数据分析
4.4.1 RNA-seq返回数据重复性分析结果
4.4.2 转录差异基因
4.4.3 sas3,pka突变体转录差异基因功能注释及富集
4.4.4 sas3,pka突变体相关转录差异基因分析及功能富集
4.4.5 Tri基因的表达分析
4.4.6 PKA 和 Sas3 共同调控 H3K14 乙酰化修饰水平
4.5 讨论
第五章 Sas3是cAMP信号途径的下游
5.1 禾谷镰刀菌Sas3 含有两个个潜在的PKA磷酸化位点
5.2 点突变菌株的功能鉴定
5.2.1 SAS3-SA点突变及互补菌株的获得
5.2.2 SAS3-SA点突变菌株生长表型部分恢复,产毒未得到恢复
5.3 讨论
第六章 Sas3和Gcn5、Rtt109、Elp3 存在功能的重叠
6.1 双敲突变体菌株均获得
6.2 sas3rtt109,sas3 gcn5,sas3elp3,sas3sas2 双敲突变体生长速率降低
6.3 sas3 gcn5 双敲突变体不产孢,双敲突变体产孢率均下降
6.4 双敲突变体均不致病
6.5 讨论
第七章 全文总结及展望
参考文献
附录
致谢
作者简介
本文编号：3808665
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 小麦赤霉病及禾谷镰刀菌
1.1.1 小麦赤霉病的分布
1.1.2 小麦赤霉病发病特点及侵染模式
1.1.3 小麦赤霉病危害性
1.2 小麦赤霉病毒素的危害
1.3 小麦赤霉病毒素DON的合成
1.4 小麦赤霉病DON合成的调控
1.5 丝状真菌中组蛋白调控
1.6 组蛋白调控与次生代谢的关系
第二章 材料与方法
2.1 基因敲除
2.1.1 供试菌株及载体
2.1.2 主要培养基及配方
2.1.4 实验方法
2.2 突变体表型分析
2.2.1 供试菌株
2.2.2 试剂盒及培养基配方
2.2.3 实验方法
2.3 磷酸化位点突变载体及互补载体构建
2.3.1 PKA磷酸化位点的预测
2.3.2 点突变载体及互补载体引物设计
2.3.3 载体构建
2.4 RNA-seq分析
2.4.1 收集菌丝样品并送样
2.4.2 RNA-seq数据处理
第三章 禾谷镰刀菌组蛋白乙酰化转移酶的敲除及表型分析
3.1 禾谷镰刀菌乙酰转移酶基因的敲除
3.1.1 .禾谷镰刀菌中组蛋白乙酰化转移酶基因HATs的鉴定
3.1.2 .基因敲除转化子验证
3.2 禾谷镰刀菌乙酰转移酶基因突变体菌株表型鉴定结果
3.2.1 sas3,gcn5,elp3,rtt109 缺失突变体菌株生长速率下降
3.2.2 gcn5 突变体不产孢,sas3和rtt109 突变体孢子形态异常
3.2.3 sas3和gcn5 突变体丧失有性生殖过程
3.2.4 sas3、elp3 突变体仅能在接种点发病,rtt109 突变体致病力下降
3.2.5 sas3,gcn5 突变体几乎不产毒,hat1,elp3 突变体产毒下降
3.3 sas3 突变体功能回复验证和亚细胞定位
3.4 讨论
第四章 PKA和 Sas3 对次生代谢途径的调控
4.1 外源cAMP增加禾谷镰刀菌DON的产量
4.2 cAMP处理可以刺激产毒相关的细胞分化
4.3 cAMP可以恢复hat1,elp3 突变体菌株产毒,cAMP不能恢复 gcn5,sas3 突变体菌株产毒
4.4 WT、sas3、PKA突变体的RNA-seq数据分析
4.4.1 RNA-seq返回数据重复性分析结果
4.4.2 转录差异基因
4.4.3 sas3,pka突变体转录差异基因功能注释及富集
4.4.4 sas3,pka突变体相关转录差异基因分析及功能富集
4.4.5 Tri基因的表达分析
4.4.6 PKA 和 Sas3 共同调控 H3K14 乙酰化修饰水平
4.5 讨论
第五章 Sas3是cAMP信号途径的下游
5.1 禾谷镰刀菌Sas3 含有两个个潜在的PKA磷酸化位点
5.2 点突变菌株的功能鉴定
5.2.1 SAS3-SA点突变及互补菌株的获得
5.2.2 SAS3-SA点突变菌株生长表型部分恢复,产毒未得到恢复
5.3 讨论
第六章 Sas3和Gcn5、Rtt109、Elp3 存在功能的重叠
6.1 双敲突变体菌株均获得
6.2 sas3rtt109,sas3 gcn5,sas3elp3,sas3sas2 双敲突变体生长速率降低
6.3 sas3 gcn5 双敲突变体不产孢,双敲突变体产孢率均下降
6.4 双敲突变体均不致病
6.5 讨论
第七章 全文总结及展望
参考文献
附录
致谢
作者简介
本文编号：3808665
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