稻瘟病菌一个假定的homeobox基因功能分析

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在稻瘟病菌完成侵染致病循环的过程中,涉及稻瘟病菌的细胞分化,同源异型盒基因有可能参与这一过程的调控,在其中起着关键的作用。已克隆的同源异型盒基因所编码的蛋白中具有保守结构的特点,为我们提供了一条在稻瘟病菌基因组数据库中分析寻找同源异型盒基因的途径。因此,我们利用生物信息学在稻瘟病菌全基因组数据库中分析得到7个假定的同源异型盒基因。通过构建假定的同源异型盒基因MGG00184.5基因缺失突变体⊿MG0184-1、⊿MG0184-10,然后对基因缺失突变体进行表型鉴定,分析其在菌丝生长、交配、产孢及侵染性生长等方面的表型变化。同时构建基因功能互补载体,转化突变体原生质体,进行MGG00184.5基因缺失突变体表型恢复验证。MGG00184.5基因被敲除后,突变体⊿MG0184-1、⊿MG0184-10表型分析结果显示:(1)在CM固体培养基上突变体菌丝生长速度比野生型菌株Guy11略快;突变体与野生型菌株Guy11的菌落颜色没有差异,气生菌丝的产生不存在明显差异。(2)突变体在米糠培养基上光照培养10d后,没有产生孢子,而分生孢子梗的数量较野生型菌株Guy11有大量增加。(3)将野生型菌株Guy11和突变体菌丝块接种在水稻和大麦的造伤叶片上,都可以观察到菌丝侵入形成的病斑,而且野生型菌株Guy11和基因缺失突变体⊿MG0184-1、⊿MG0184-10之间的差异不明显。(4)野生型菌株Guy11和突变体都能与不同交配型的菌株70-15正常交配,产生子囊孢子。综合以上的结果,我们认为同源异型盒基因MGG00184.5参与调控稻瘟病菌产孢过程中的细胞分化,该基因缺失导致了稻瘟病菌产孢能力丧失,产生大量分生孢子梗。此外,该基因的缺失影响菌丝线性生长,不影响稻瘟病菌菌丝的侵染致病能力和有性生殖。
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