稻瘟病菌己糖激酶基因和凋亡抑制蛋白基因的克隆与功能分析

摘要

稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)是异宗配合的子囊菌，其侵染水稻引起的稻瘟病每年给全世界水稻生产造成巨大损失。了解稻瘟病菌生长发育与致病过程的分子遗传学基础，可以为稻瘟病害控制提供理论指导。 在葡萄糖信号转导途径中，己糖激酶(hexokinase，HXK)可作为葡萄糖感受器参与对葡萄糖的感受。本文克隆了编码M.grisea葡萄糖激酶和己糖激酶的基因，分别命名显MgGLK1帮MgHXK1。Southern杂交结果显示，MgGLK1和MgHXK1在M． grisea基因组中均为单拷贝。蛋白序列分析表明，它们与其它真菌的同系物亲缘关系较近，而与植物和动物的亲缘关系较远。酵母功能互补分析表明MgGLK1和MgHXK1分别编码具有功能的葡萄糖激酶和己糖激酶。通过基因敲除的方法，发现M． grisea △glk1突变体分生孢子产量较Guyl1和△hxk1突变体有明显下降。此外，Aglk1突变体在以葡萄糖为碳源的培养条件下会降低对铵盐的利用；而提高葡萄糖浓度或外源加入葡萄糖-6磷酸(G-6-P)可以恢复△glk1突变体对铵盐的利用。MgGLK1基因与其丧失催化活性的等位基因都能够互补△glk1突变体对铵盐的利用能力。半定量RT-PCR分析结果表明，MgGLK1参与了ATPase基因的转录调控。上述结果表明，MgGLK1作为葡萄糖感受器不依赖于其葡萄糖激酶活性来调节M.grisea对铵盐的利用；且在M．grisea中可能还存在其他的感受器通过感受高浓度G-6-P含量变化来调节对铵盐的利用。 凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis protein，IAP)在细胞凋亡过程中起重要的负调控作用。本文克隆了M.grisea凋亡抑制蛋白基因，命名为MgIAP。MgIAP cDNA全长2646 bp，编码881个氨基酸的蛋白。MgIAP蛋白包含两个保守的BIR结构域。系统发育树分析表明，MgIAP与哺乳动物的Survivin、Bruce和果蝇的dBruce亲缘关系最近，而与杆状病毒和哺乳动物的凋亡抑制蛋白亲缘关系较远。对BIR结构域进行亲缘关系分析发现，MgIAP的BIR结构域属于II型BIR。Southern杂交结果显示，MgIAP在M． grisea基因组中为单拷贝。MgIAP在酵母中的异源表达，可以抑制氧化压力诱导的细胞死亡及细胞死亡过程中ROS的产生，也可以推迟酵母细胞的时间性衰老及衰老过程中ROS的产生。结构域缺失突变体分析表明，MgIAP的羧基端在推迟酵母细胞时间性衰老中起重要作用。

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文摘

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上篇文献综述

第一章己糖激酶在葡萄糖信号途径中的作用

1.己糖激酶在动物和植物葡萄糖信号途径中的作用

2.模式真菌酵母己糖激酶在葡萄糖代谢抑制中的作用

3.丝状真菌己糖激酶基因的研究进展

参考文献

第二章凋亡抑制蛋白家族在细胞凋亡中的功能研究

1.细胞凋亡

2.凋亡抑制蛋白家族(inhibitor of apoptosis proteins，IAPs)

3.模式真菌酿酒酵母中细胞凋亡的研究

4.致病真菌中细胞凋亡的研究

参考文献

下篇 研究内容

第一章MgGLK1作为葡萄糖感受器参与稻瘟病菌对铵盐的利用

1材料与方法

2结果

3讨论

参考文献

第二章稻瘟病菌凋亡抑制蛋白基因的克隆及在酵母中的功能分析

1材料与方法

2结果

3讨论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢