光周期蛋白Frq和自噬蛋白在稻瘟菌及禾谷镰刀菌中的功能分析
[Abstract]:Although the biological clock is the internal physiological process of the organism, it is also closely related to the external environment, which can make the organism better adapt to the changes of the external environmental conditions. The frq gene is one of the central acting elements of the biological clock of Paeosporium rubricosporium. In order to clarify the importance of biological clock gene to blast fungus, we analyzed the function of frq homologous gene MoFRQ. The results show that the expression of MoFRQ is not periodic under the condition of continuous darkness. However, compared with the dark condition, light treatment can improve the expression level of MoFRQ. In addition, light can not only promote the expression of MoFRQ, but also localize MoFrq-GFP in the nucleus. Under light condition, the growth of aerated hyphae of Mofrq mutant was inhibited. Compared with wild-type strain Guy11, the number of conidia produced by Mofrq mutant was significantly lower than that of wild-type strain. Yeast two-hybrid showed that MoFrq and Htf1 could interact directly, which together affected the formation of conidia and decreased the ability of appressorium formation and penetration in Mofrq mutant. The migration of glycogen and fat grains from conidia to appressorium of Mofrq mutant was delayed, which might affect the swelling pressure of appressorium. Compared with wild-type strains, the sensitivity of Mofrq mutants to external reactive oxygen species (Ros) pressure was increased, but the sensitivity to osmotic pressure changed little. In addition, the activity level of PKA in Mofrq mutant decreased significantly. These results suggest that MoFRQ deletion may affect the growth of aerated hyphae, conidia production, appressorium penetration, sensitivity of reactive oxygen species pressure and signaling pathway. When the FgFRQ gene of Fusarium graminearum was knocked out, the mycelium growth and pathogenicity were not affected. When FgFRQ was expressed in Mofrq mutants, the defects in colony growth and pathogenicity could not be recovered, but the defects in colony growth and pathogenicity could be recovered by using FRQ. With the exception of Fg Frq, both Frq and MoFrq have the preference of non-optimal codon usage, which will affect the function of FRQ. For plant pathogenic fungi, autophagy processes can transport intracellular substances to vacuoles for degradation, thus achieving the self-balance of intracellular synthesis and degradation. Autophagy is also important for pathogenic fungi to infect host plants. In order to clarify the important role of autophagy on Fusarium graminearum, 26 autophagy-related genes (ATGs) were knockout respectively. In different stages of growth and development of Fusarium graminearum, most of the ATG genes were expressed in hyphae or conidia. Compared with wild type strain PH-1, the growth of aerated hyphae of 15 ATG gene deletion mutants was significantly inhibited, and the growth rate of 12 mutants was decreased. The number of conidia produced by 10 mutants also decreased significantly. In sexual reproduction, 13 mutants were unable to produce ascomystic shells. Among the mutants capable of forming normal ascomystic shells, the formation and release of ascospores of seven mutants were also affected. When the wheat panicle was inoculated, the pathogenicity of 17 mutants was significantly decreased. In the biosynthesis of DON, the DON synthesis of 7 mutants changed. In conclusion, ATG gene plays an important role in the biological processes of Fusarium graminearum, such as the growth rate of Fusarium graminearum, the growth of aerated hyphae, the production of conidia, the sexual reproduction and pathogenicity of Fusarium graminearum.
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S435.111.4;S435.121.45
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,本文编号:2455725
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