稻瘟病菌轉(zhuǎn)錄因子MoMsn2的定位分析及其相關(guān)基因的功能研究.pdf

1、稻瘟病是重要的全球性病害，在中國南北稻作區(qū)已經(jīng)成為危害最嚴(yán)重的水稻病害之一，稻谷年損失數(shù)億公頃。根據(jù)2011年全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心報道，稻瘟病在西南、東北、江南部分稻區(qū)的感病品種上發(fā)生較嚴(yán)重，發(fā)生面積530萬hm2以上。因此，在加強(qiáng)稻瘟病菌的研究以及控制其流行病害等方面有著重要的意義。目前，對稻瘟病的發(fā)生流行狀況有進(jìn)行監(jiān)測預(yù)測，已經(jīng)建立了流行風(fēng)險評估體系，但是監(jiān)測預(yù)測方法也存在不少的問題和技術(shù)難點(diǎn)。稻瘟病主要是由稻瘟病菌引起，但是病

2、原菌的致病性易變，現(xiàn)在雖然也有不斷對致病性變異的可能途徑找出原因，但是要控制該病害，主要還是要了解其生長發(fā)育以及致病分子調(diào)控機(jī)制。近年來，隨著稻瘟病菌全基因組序列的公布和遺傳轉(zhuǎn)化操作系統(tǒng)的建立，使得在相關(guān)的致病基因功能和生長發(fā)育機(jī)制方面的研究步伐加快，也為尋找到稻瘟病菌殺菌劑的新靶標(biāo)提供理論支持。在真核細(xì)胞中，MAPK途徑作為介導(dǎo)細(xì)胞反應(yīng)的重要信號系統(tǒng)之一，存在于眾多的生物體中。MAPK途徑參與調(diào)控了生物體的細(xì)胞生長、發(fā)育、分裂、死亡以

3、及細(xì)胞間的信號傳遞等多種生理反應(yīng)。MAPK途徑在啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中主要由Fus3、Kss1、Slt2、Hog1和Smk1等信號途徑組成，這些不同的信號途徑通過接受不同的胞外刺激來調(diào)節(jié)不同的生物學(xué)過程。最近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，HOG信號途徑作為真菌的脅迫反應(yīng)的應(yīng)答機(jī)制已經(jīng)廣泛存在于絲狀真菌中。
　　本文研究的對象MoMsn2，與MoOsm1互作，它是一類編碼鋅指蛋白的轉(zhuǎn)錄因子，MoMsn2在結(jié)

4、構(gòu)上與酵母ScMsn2，ScMsn4或是CgMsn2，CgMsn4在鋅指結(jié)構(gòu)區(qū)都具有很高的同源性。它能引起和孢子形成相關(guān)的基因的表達(dá)量下降。敲除掉該基因，發(fā)現(xiàn)稻瘟病菌的氣生菌絲減少，幾乎不產(chǎn)生分生孢子，孢子形態(tài)發(fā)生異常，黑色素形成缺陷，不能成功侵入寄主從而導(dǎo)致致病力喪失。同時MoMsn2參與調(diào)控侵染菌絲的生長以及胞外漆酶和過氧化物酶的活性，并且還調(diào)控基因?qū)ν饨绮煌{迫因子的敏感性。本文在這些基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步研究MoMsn2的功能，做了

5、MoMsn2亞細(xì)胞定位，發(fā)現(xiàn)其主要定位在核內(nèi)，部分存在在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，同時發(fā)現(xiàn)在外界脅迫環(huán)境下，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的Msn2會轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)，這說明Msn2的定位機(jī)制是受到外界脅迫的影響。同時對野生型Guy11和ΔMomsn2突變體基因轉(zhuǎn)錄組水平分析，獲得了1256個上調(diào)基因和322個下調(diào)基因。在1256個上調(diào)基因中，有888個基因和MoMsn2存在預(yù)測的結(jié)合位點(diǎn);在322個下調(diào)基因中，有226個基因存在預(yù)測的結(jié)合位點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯示MoMsn2調(diào)節(jié)大量的

6、基因參與孢子形成、侵染、細(xì)胞壁的建成、脅迫應(yīng)答。在這些數(shù)據(jù)中，都存在大量已經(jīng)被報道過的與致病性、孢子形成、細(xì)胞壁建成、脅迫應(yīng)答相關(guān)的基因，它們都在不同程度受到上調(diào)或下調(diào)表達(dá)，這就很好印證了MoMSN2基因的功能。同時，為了進(jìn)一步了解MoMSN2基因的轉(zhuǎn)錄機(jī)制，在1256個上調(diào)基因和322個下調(diào)表達(dá)的基因中，篩選出12個基因進(jìn)行研究，它們大部分與MoMsn2存在預(yù)測的結(jié)合位點(diǎn)，并且有些基因的同源基因在酵母中已經(jīng)被報道過。通過研究發(fā)現(xiàn)MGG