【摘 要】
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小麦赤霉病(Fusarium head blight, FHB)是一类世界性病害,该病害的流行不但直接造成作物减产、品质降低,而且在谷物储藏期间常常产生真菌毒素,引致人畜中毒,严重威胁粮食安
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小麦赤霉病(Fusarium head blight, FHB)是一类世界性病害,该病害的流行不但直接造成作物减产、品质降低,而且在谷物储藏期间常常产生真菌毒素,引致人畜中毒,严重威胁粮食安全。该病是由多种镰刀菌单独或复合侵染引起,其中禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)是FHB的最主要致病因子。禾谷镰刀菌功能基因的研究将有助于对致病机理的认识、杀菌剂作用靶位点的筛选以及抗病育种策略的制定,最终提高病害控制和管理的能力。在裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)中NAC蛋白的α亚基和β亚基分别由两个基因所编码,构成异源二聚体并在酵母的生长发育和抗逆反应过程中发挥着重要的作用,NAC蛋白除了以(?)聚体形式发挥功能外,各单个亚基各自有特定的功能。本研究以裂殖酵母NAC蛋白β亚基为对象在禾谷镰刀菌(F. graminearum)基因组数据库中进行搜索,发现了同源蛋白FGSG08675.3并命名为FgβNAC。通过基因敲除技术对禾谷镰刀菌FgβNAC基因进行敲除和回补,分别获得了敲除菌株fgβnac和回补菌株fgβnac::FgβNAC,并分别对野生型菌株、敲除菌株和回补菌株进行了比较研究,结果如下：1.菌丝生长测定与菌落形态观察与野生型菌株PH-1相比,敲除菌株fgβnac在固体马铃薯培养基(PDA)上生长速率明显减慢,约为野生型菌株的一半,气生菌丝致密短小,在液体PD培养液中培养三天的敲除突变株的菌丝干重仅为野生型的56%。2.分生孢子产孢量统计与子囊壳的观察敲除突变株fgβnac的分生孢子产量相比野生型菌株下降了78.5%,在胡萝卜培养基上不能形成子囊壳。3.致病性检测采用麦穗离体接种法对其致病性进行了检测,发现FgβNAC基因的缺失引起致病力显著地下降,仅局限于接种部位及邻近的小颖,而无法侵入维管束组织引起穗枯症状。4.产DON毒素能力HPLC检测DON毒素结果显示,基因敲除菌株fgβnac产生的DON毒素量为0.186μg/mL,与PH-1菌株相比下降67%。以上结果表明FgβNAC基因在禾谷镰刀菌菌丝生长、有性生殖、无性生殖以及致病性等方面发挥重要做作用,这对进一步阐明禾谷镰刀菌致病机理以及开发新型靶标杀菌剂具有指导意义。
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