稻瘟病菌潜在蛋白激酶类药物靶标的筛选

摘要

稻瘟病是严重影响全球水稻产量的真菌病害，其致病菌稻瘟病菌具有典型的生活史和侵染循环，与宿主水稻的互作是研究病原真菌-寄主植物互作的模式之一。深入了解稻瘟病菌的致病机理对于防治稻瘟病有重要意义。蛋白激酶是一类重要的信号传导分子，它通过磷酸化底物蛋白来调节其活性和基因表达。在植物病原真菌中，蛋白激酶整合了细胞内外的信号来调节真菌的整个生命过程，包括转录、翻译、细胞周期以及生理代谢等;许多在植物病原真菌致病过程中起重要作用的蛋白激酶成为潜在的药物靶标。本文主要通过分析蛋白激酶家族基因在稻瘟病菌生长发育和致病过程中的作用以期鉴定可以作为药物靶标的蛋白激酶。
　　在稻瘟病菌全基因组序列中共鉴定到113个蛋白激酶家族基因，除去已被报道的40个，我们构建了其余73个蛋白激酶基因的敲除载体并成功得到其中38个基因缺失突变体。随后我们系统地分析了此38个蛋白激酶在稻瘟病菌菌丝生长、分生孢子产生、有性生殖、致病性和胁迫反应等方面的作用。结果显示:18个突变体生长速率较野生型Guy11至少下降10％，其中ΔMo02656，ΔMo02757，ΔMo04100生长速率下降30％。25个突变体分生孢子产量与野生型菌株Guy11存在较大差异，其中有12个突变体产孢量下降40％以上，有三个突变体ΔMo05074，ΔMo13931，ΔMo07012几乎不产孢。12个突变体在有性生殖中产生较少的子囊壳。ΔMo07012，ΔMo13931表现出对细胞壁胁迫因子敏感。大麦接种实验显示，ΔMo07012和ΔMo13931在大麦叶片上几乎不产生病斑，ΔMo05074致病性降低，但并未完全丧失致病性。ΔMo07012和ΔMo13931互补实验得到的互补菌株Mo07012c和Mo13931c产孢量和致病性都得到恢复。MGG_07012和MGG_13931这两个蛋白激酶参与稻瘟病菌产孢和致病过程。综上所述，这些影响稻瘟病菌菌丝生长和产孢能力，细胞壁完整性和致病力的蛋白激酶，均可作为潜在的药物靶标。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 文献综述

1．1 稻瘟病研究进展

1．1．1 稻瘟病概况

1．1．2 稻瘟病菌侵染循环

1．1．3 稻瘟病的防治

1．2 潜在药物靶标的选择与应用

1．3 蛋白激酶概述

1．4 植物病原真菌中蛋白激酶研究进展

1．4．1 MAPK信号途径

1．4．2 cAMP-PKA途径

1．4．3 TOR激酶

1．4．4 组氨酸激酶

1．4．5 SNF1激酶

1．4．6 细胞周期调控激酶

1．4．7 细胞极性相关激酶

1．5 本研究的目的和意义

第二章 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 菌株及质粒

2．1．2 寄主植物

2．2 实验方法

2．2．1 菌株保存及培养

2．2．2 培养基配方

2．2．3 聚合酶链反应(PCR)

2．2．4 质粒提取

2．2．5 DNA操作

2．2．6 载体构建

2．2．7 遗传转化

2．2．8 稻瘟病菌DNA的提取

2．2．9 突变体表型分析

2．2．10 致病性分析

第三章 结果与分析

3．1 稻瘟病菌蛋白激酶的鉴定

3．2 稻瘟病菌蛋白激酶缺失突变体的获得

3．2．1 敲除载体的构建

3．2．2 敲除突变体的筛选及验证

3．3 稻瘟病菌蛋白激酶缺失突变体的表型分析

3．3．1 蛋白激酶参与稻瘟病菌的生长

3．3．2 蛋白激酶参与稻瘟病菌的产孢

3．3．3 蛋白激酶参与稻瘟病菌的有性生殖

3．3．4 蛋白激酶参与稻瘟病菌对外界压力反应

3．3．5 蛋白激酶参与稻瘟病菌的致病过程

第四章 总结及展望

1 结论

2 后续研究工作

参考文献

附录