轮枝镰刀菌过氧化物酶体PEX5基因功能研究

摘要

轮枝镰刀菌(Fusarium verticillioides)是一种重要的经济作物病原真菌，能引起玉米穗腐病等，从而导致农作物减产，轮枝镰刀菌在致病过程中所生成的伏马毒素(Fumonisins, FBs)，具有很强的致癌作用，严重威胁着农业、畜牧业的发展和人类的安全。
　　本文通过生物信息学分析比对，预测在F. verticillioides过氧化物酶体代谢途径中起着关键作用的FvPex5基因的功能。采用同源重组技术获取FvPex5基因缺失菌株△Fvpex5，再结合各方面的表型鉴定分析轮枝镰刀菌 FvPex5的基因功能。
　　表型分析表明：FvPex5基因缺失突变菌株气生菌丝减少，生长速率下降，孢子产量下降，在孢子形态上，△Fvpex5与Fv7600无明显差别。渗透压胁迫结果表明，与野生型菌株Fv7600相比，△Fvpex5对氯化钠的渗透压敏感性增强。细胞抑制剂结果表明，△Fvpex5对过氧化氢(0.05％)、荧光增白剂卡弗鲁尔白(0.3 mg/L)以及刚果红(0.3 mg/L)的敏感性增强，荧光增白剂染色表明孢子的隔膜受到影响，对十二烷基硫酸钠(0.01%)敏感性下降，生存能力显著降低，相对生长速率提高。与氧化物酶体的标识基因共定位检测显示，在Fv7600中，pex5经绿色融合荧光互补定位呈点状分布，在△Fvpex5中曾弥散分布，表明FvPex5基因缺失影响了基质蛋白输入的PTS1信号途径。在次生代谢物影响方面：△Fvpex5色素含量降低，FB1毒素产量大幅度下降，而且部分毒素基因的表达量也下降。在致病性方面，在玉米和甘蔗两种寄主的致病力均显著下降。FvPex5基因对长链脂肪酸的利用能力降低，同时尼罗红染色也表明突变体的脂肪粒有积累现象。△Fvpex5 ROS积累量增加，导致生存能力严重减弱。
　　实验结果表明FvPex5基因对轮枝镰刀菌FB1毒素产量、基本生长情况、ROS代谢、产孢情况、长链脂肪酸-β氧化、致病力等方面具有重要作用。