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寡孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora)通过产生具有粘性的三维菌网捕捉线虫,它是研究捕食线虫真菌和线虫相互作用的模式种。本研究以寡孢节丛孢野生型菌株和△AoMad1基因工程菌株为研究对象,对两种菌株进行菌丝透射电镜观察、侵染线虫能力、非优先氮源硝酸钠的诱导、线虫活动性对捕食器官产生影响、在氯酸钠培养基上孢子萌发速率和菌株生长速率等表型进行了比较分析。同时,克隆了硝酸盐代谢过程中的两个关键调节子基因AreA和NirA并进行蛋白表达和纯化,制备抗体,Western blot验证硝酸钠诱导寡孢节丛孢野生型和△AoMad1突变株过程中,蛋白AreA和NirA在寡孢节丛孢野生型和△AoMad1突变株中的表达差异。同时,还通过数字基因表达谱测序(DGE-Seq)分析硝酸钠诱导寡孢节丛孢野生型和△AoMad1突变株过程中差异表达的基因。本文的研究结果初步阐明了寡孢节丛孢细胞壁蛋白AoMad1影响硝酸盐诱导产捕器的分子机制,为进一步了解寡孢节丛孢产生捕食器官和致病性的分子机制奠定基础。 主要研究结果为: 1、寡孢节丛孢△AoMad1菌株和野生型菌株表型比较 对寡孢节丛孢野生型菌株和△AoMad1突变株菌丝透射电镜观察、侵染线虫能力、非优先氮源硝酸钠的诱导、线虫活动性对捕食器官产生影响、在氯酸钠培养基上孢子萌发速率和菌株生长速率等表型进行了比较。结果发现,△AoMad1突变株细胞壁周围蛋白聚糖很少,而野生菌株细胞壁周围有大量的蛋白聚糖;△AoMad1突变株捕食线虫的能力明显高于野生型菌株;硝酸钠诱导△AoMad1突变株产生捕食器官的数量明显多于野生菌株;△AoMad1突变株孢子在氯酸钠培养基上萌发速率比野生菌株慢;△AoMad1突变株在氯酸钠培养基上的生长速率比野生菌株慢。 2、转录因子基因AreA和NirA的克隆、表达纯化及Western blot验证 克隆得到了硝酸盐代谢过程中的关键转录因子AreA基因和NirA基因编码片段。构建了两个表达载体pEASY-E1/AreA、pEASY-E1/NirA,并在表达菌株E.coliBL21(DE3)中成功表达。经过镍柱亲和层析纯化两个蛋白,制备两个抗体。通过NaNO3诱导寡孢节丛孢△AoMad1突变株和野生菌株菌丝并提取总蛋白。Western blot验证两个转录因子AreA和NirA在寡孢节丛孢△AoMad1突变株和野生菌株中的表达差异。结果表明,两个蛋白在寡孢节丛孢△AoMad1突变株中均比在野生菌株中表达水平高。 3、寡孢节丛孢野生菌株和△AoMad1突变株的数字基因表达谱测序分析 提取了寡孢节丛孢野生型菌株和△AoMad1突变株NaNO3诱导菌丝的总RNA,进行数字基因表达谱测序。通过对表达谱数据分析,我们找到190个与氮源代谢的基因;29个与菌丝发育相关的基因;101个病原宿主相互作用多的基因。其中,硝酸盐代谢相关的基因如硝酸盐转运蛋白,硝酸盐还原酶(ao0307912)和亚硝酸盐还原酶(ao0310472)等基因上调,同时发现从胺到谷氨酸的谷氨酸脱氢酶(GudB)在突变菌株中的表达量相对较低。