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寡孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora)是一种捕食线虫真菌,能产生三维菌网(three-dimensional traps,3-D trap)捕食线虫而营寄生生活,是研究捕食线虫真菌与线虫相互作用的模式菌株。本论文以寡孢节丛孢为出发菌株,以4个RGS蛋白(AOL_s00043g257、AOL_s00043g377、AOL_s00076g669、AOL_s00078g593)为研究对象,通过基因敲除的方法初步探究了这些RGS蛋白在寡孢节从孢生长发育过程中的功能。RGS蛋白是一类多功能的蛋白质大家族,这类蛋白都有一个保守的RGS结构域,对G蛋白信号转导起负调节作用,在其它一些重要的致病真菌菌(如稻瘟病菌和禾谷镰孢菌等)中,RGS蛋白已被证明参与孢子发育、侵染结构形成和次生代谢产物合成等多个生物学过程的调控,而捕食线虫真菌中RGS蛋白的功能还未见报导。 主要实验结果: 1.对4个RGS蛋白进行了氨基酸及蛋白功能结构域分析,除669的分子量较大,含有1272个氨基酸外,其它三个RGS蛋白的分子量相对较小;同时669含有更多的蛋白结构域,除了RGS结构域外,669还含有PhoX homologous结构域(PX)及PhoX-associated(PXA)结构域,PX结构域已被证实参与蛋白质转运和信号转导,而257、377和593三个RGS蛋白仅含有一个RGS结构域,结构相对较为简单。 2.通过电转化酵母和大肠杆菌感受态细胞,构建了4个RGS蛋白编码基因的敲除载体,并运用CaCl2-PEG介导的转化方法,对寡孢节从孢原生质体进行了转化,4个RGS蛋白均获得了阳性转化子,针对野生型和敲除株进行了生长速率、产孢、捕器形成、胞外蛋白酶和抗逆性等方面的比较,结果表明,4个RGS在一定程度上都与菌丝的生长与分化、孢子梗形态、产孢、捕器形成及次生代谢产物合成有关,其中对孢子梗形态及产孢数量的影响最大,同时所有敲除菌株的产孢量都较野生型要高出5倍以上,孢子着生形态也发生了明显的变化,生长速率也较野生型菌株快。 3.利用线虫提取液对野生型菌株及RGS516敲除菌株进行诱导,收集不同时间点的样品进行总RNA提取,并选取了信号转导相关基因及部分毒力因子基因进行荧光定量PCR分析,结果显示,RGS蛋白516、669及377在捕器形成过程中表达量明显上调,其中PKA43g480介导的信号途径可能是一条极其关键的信号转导途径,PKC6g6、6g7及MAPK109g23介导的信号途径也发挥了重要作用,此外,76g4(PII丝氨酸蛋白酶)及170g103等丝氨酸蛋白酶可能在捕器形成和侵染过程中也发挥重要作用。 本文的创新点: 1.成功敲除了寡孢节从孢中4个RGS蛋白编码基因,并对野生型及敲除突变株的部分表型和生理生化特征进行了系统的比较,初步推测了不同RGS蛋白的功能。 2.利用荧光定量PCR方法初步证实了PKA、PKC及MAPK相关信号转导途径及蛋白酶PII等在寡孢节从孢捕器形成及侵染过程中可能发挥重要作用。