稻瘟病菌热激蛋白(HSP)40编码基因MoMHF6的鉴定及功能研究

摘要

【目的】探明稻瘟病菌热激蛋白(HSP)40在形态分化和致病过程中的作用。【方法】利用DNA同源重组方法敲除了稻瘟病菌HSP40编码基因MoMHF6,获得ΔMomhf6突变体,并通过表型分析、基因回补、RNA-seq分析等对MoMHF6的生物学功能进行较系统的研究。【结果】敲除MoMHF6基因导致稻瘟病菌气生菌丝生长、无性产孢、孢子萌发、子囊壳产生和附着胞形成均显著下降,但与野生菌株相比,ΔMomhf6突变体在CM培养基上的径向生长没有显著差异,在子囊壳中仍可形成子囊和子囊孢子。在1、2和3 mol/L甘油溶液处理条件下,ΔMomhf6突变体附着胞塌陷率显著升高,说明MoMHF6与附着胞膨压形成有关。ΔMomhf6突变体对洋葱内表皮的穿透能力和对感病寄主的致病性完全丧失,甚至在划伤大麦叶片表皮组织中的扩展也受明显限制。而且,ΔMomhf6突变体对氧化胁迫的敏感性增强,附着胞发育过程中糖原的转运和降解缓慢,说明MoMHF6参与氧化胁迫反应和附着胞的糖原代谢。将完整的MoMHF6基因重新导入ΔMomhf6突变体可回补突变体的所有表型缺陷。另外,RNA-seq分析显示,部分已知的稻瘟病菌致病相关基因表达可能受MoMHF6调控,如MoATG4、MoPL1、MoVPR和GAS1等。【结论】综上所述,稻瘟病菌HSP40编码基因MoMHF6在产孢、附着胞形成、穿透寄主、氧化胁迫应答、致病等过程中起重要作用,研究结果对进一步阐明MoMHF6调控稻瘟病菌形态分化和致病过程的基因网络和分子机制具有重要意义。