球孢白僵菌Bbchitinase 1和Bbchitinase 2在侵染宿主过程中的不同作用

摘要

球孢白僵菌(Beauveria bassiana)在宿主昆虫体壁穿透和体内定植过程中分泌了Bbchitinase 1和Bbchitinase 2两种胞外几丁质酶,但二者的作用分工尚不明确.本文通过菌株胞外总几丁质酶活性与侵染毒力的相关性分析,Bbchitinase 1和Bbchitinase 2基因表达水平与侵染毒力的相关性分析,Bbchitinase 1和Bbchitinase 2的生物信息学分析以及在侵染过程中的表达模式分析,以期明晰Bbchitinase 1和Bbchitinase 2在菌株侵染宿主过程中的作用分工.结果表明,菌株胞外几丁质酶活性与侵染毒力呈正相关,但Bbchitinase 1和Bbchitinase 2表达水平不同.菌株间Bbchitinase 1表达水平与菌株侵染毒力(MMT和LT50)呈显著正相关,而Bbchitinase 2表达水平却与侵染毒力不相关.生物信息学分析结果显示,Bbchitinase 1和Bbchitinase 2具有显著的结构和功能差异,可能结合不同的配体蛋白,参与不同的代谢过程.表达模式分析结果表明,Bbchitinase 1和Bbchitinase 2基因在侵染宿主过程中均上调表达;但Bbchitinase 1仅在侵染家蚕的体壁穿透阶段显著上调表达,而Bbchitinase 2在芽生孢子生成阶段和菌丝大量增殖阶段显著上调表达.以上研究结果说明,Bbchitinase 1可能参与菌株侵染早期的侵入钉形成和体壁穿透过程,与侵染毒力呈正相关;而Bbchitinase 2可能参与侵染过程中的芽生孢子发育和菌丝大量增殖代谢调控.本研究明晰了球孢白僵菌不同几丁质酶在侵染过程中的作用分工,建立了以Bbchitinase 1基因表达水平判定菌株毒力的数学模型,为高毒、高稳定性球孢白僵菌生防菌株的筛选提供重要科学依据,对提升绿色生态防治应用效果具有重要意义.