核盘菌内切-1.4-β-木聚糖水解酶基因Ss-Xyl1功能研究

摘要

核盘菌[Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary]是一种寄主范围广，可危害多种农作物的重要病原真菌。核盘菌引起的油菜菌核病不仅给我国带来巨大的经济损失，而且也给世界农业生产造成巨大的经济损失。到目前为止，对于核盘菌的致病和生长发育的分子机理的了解较少。本研究前期在核盘菌中发现一个假定的木聚糖水解酶基因Ss-Xyl1，本研究将对该基因的基本特性进行分析，并对其在菌核萌发和致病过程中的作用进行研究，为揭示核盘菌的致病和生长发育相关机理提供线索。
　　1.核盘菌Ss-Xyl1基因基本特性研究：Ss-Xyl1基因编码的蛋白N端具有21个氨基酸构成的信号肽结构，C端有Glyco_hydro_11结构，Ss-Xyl1蛋白与许多真菌中的内切-1.4-β-木聚糖水解酶高度相似。其与近似种灰霉中的BC1G_13645蛋白高度相似，达91％(E值为3e-143)。将Ss-Xyl1转入到毕赤酵母中表达用以获得有活性的蛋白，通过 DNS法测其木聚糖水解酶活性，检测发现转入Ss-Xyl1的酵母木聚糖水解酶酶活为9.8845U，而对照菌株木聚糖水解酶酶活为0.1068U，表明Ss-Xyl1具有木聚糖水解酶活性。Ss-Xyl1在菌核子实体萌发过程中和菌核发育过程中相对表达量较高，但其在菌核子实体萌发过程中相对表达量最高，是菌丝阶段该基因表达量的3倍以上；Ss-Xyl1基因在侵染拟南芥初期表达量显著上升。Ss-Xyl1基因在木聚糖为碳源时相对表达量最高，且木聚糖为碳源培养菌株时其木聚糖酶酶活也较高，说明核盘菌中该基因是一个受木聚糖诱导表达的基因。
　　2.核盘菌Ss-Xyl1基因功能研究：运用基因分割标记法敲除核盘菌中Ss-Xyl1，并采用异位互补原则互补该基因。敲除转化子菌株KO52菌落生长缓慢，菌丝尖端分枝密集，在离体油菜叶片及拟南芥植株上致病力显著降低。Ss-Xyl1互补转化子菌丝生长及菌丝尖端与野生型菌株相似，致病力也得到恢复，表明该基因可能与核盘菌的菌丝生长及致病力密切相关。通过DNS法测量木聚糖水解酶酶活性表明KO52的木聚糖水解酶酶活为0.13U，显著低于野生型菌株1980的为0.37U。将菌核半埋在灭菌的河沙中观察其菌核子实体萌发情况，发现KO52菌株形成的菌核不能萌发形成子囊柄，说明核盘菌中Ss-Xyl1与菌核萌发有关。
　　综上所述，核盘菌Ss-Xyl1基因编码内切-1.4-β-木聚糖水解酶，该基因与核盘菌菌丝的生长相关，致病力密切相关，及子实体萌发密切相关，深入研究该基因可为菌核病的防治提供新的线索。

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第1章 文献综述

1 核盘菌综述

2 本研究的目的与意义

第2章 核盘菌Ss-Xyl1基因基本特性研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论与讨论

第3章 核盘菌Ss-Xyl1基因功能研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论与讨论

第4章 结论与展望

4. 1 结论

4. 2 展望

参考文献

致谢

学习期间研究成果及参加的课题