【摘 要】
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桃褐腐病作为我国桃产业中最重要的病害之一,主要由美澳型核果链核盘菌（Monilinia fructicola）引起。该病在我国发生极为广泛,严重影响桃果实产量及品质。半乳糖苷酶是细胞壁半乳甘露聚糖降解的关键酶。M.fructicola病菌在侵染初期,寄主会分泌大量酚类和ROS类物质,抑制病原菌过氧化物酶体和半乳糖代谢等通路,使病原菌中半乳糖代谢相关通路基因表达显著下降。对本实验室前期转录组数据分析
【基金项目】
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财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系； 国家自然科学基金（31872934）；
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桃褐腐病作为我国桃产业中最重要的病害之一,主要由美澳型核果链核盘菌（Monilinia fructicola）引起。该病在我国发生极为广泛,严重影响桃果实产量及品质。半乳糖苷酶是细胞壁半乳甘露聚糖降解的关键酶。M.fructicola病菌在侵染初期,寄主会分泌大量酚类和ROS类物质,抑制病原菌过氧化物酶体和半乳糖代谢等通路,使病原菌中半乳糖代谢相关通路基因表达显著下降。对本实验室前期转录组数据分析,发现糖苷水解酶家族成员MfMel1、MfGh27A两个基因在侵染桃果实过程中有不同水平下调,因此对该基因是否与桃褐腐病菌致病性进行研究。杀菌剂广泛连续大量施用,使得桃褐腐病菌极易产生抗药性。DMI类杀菌剂主要抑制麦角甾醇的合成,在M.fructicola发现甾醇合成转录因子SR的同源基因MfSR,并对其功能进行分析。主要结果如下:对M.fructicola侵染阶段1 h,3 h,6 h,12 h,24 h和菌丝转录组数据进行分析,鉴定特异性差异表达基因。发现MfMel1基因在侵染1 h、3 h、6 h过程中表达量显著下调,其中侵染1 h时下调16倍,因此选取该基因,对其进行深入研究。MfMel1基因敲除后,与野生型亲本菌株Bmpc7相比,敲除转化子△MfMel1生长速率与孢子萌发率无显著差异,但孢子数显著降低,说明MfMel1基因与菌株产孢量相关。敲除转化子△MfMel1对葡萄糖外源渗透压胁迫敏感性增强。△MfMel1菌株在0.01%SDS、600μg/ml刚果红、150 g/L甘油、200 g/L蔗糖、6 m M H2O2、4%Na Cl、1.2 m M山梨醇培养基上菌丝形态、生长速率与Bmpc7相比无显著差异。致病力测定显示,敲除转化子对桃果实致病力显著下降。α-半乳糖苷酶活性测定发现△MfMel1菌株α-半乳糖苷酶酶活显著下降。以上结果说明MfMel1基因缺失导致M.fructicola菌株的α-半乳糖苷酶酶活显著下降、产孢量减少、对桃果实致病力下降。转录组数据显示,MfGh27A基因在侵染初期表达量显著下调,其中12 h的表达量下调13倍,因此选取该基因进行深入研究。敲除转化子△MfGh27A在0.01%SDS、600μg/ml刚果红、150 g/L甘油、200 g/L葡萄糖、6 m M H2O2、4%Na Cl培养基上与Bmpc7相比无显著差异。桃果实接种发现,敲除转化子的致病力无变化。在200 g/L蔗糖和1.2 m M山梨醇的耐受性测定表明,敲除转化子生长均被促进,说明MfGh27A基因敲除影响高渗途径。在6 m M H2O2培养基上,敲除菌株敏感性降低,说明MfGh27A参与桃褐腐病菌的氧化还原途径。α-半乳糖苷酶活性测定表明,敲除转化子与野生型菌株相比酶的活性显著下降。以上结果说明,MfGh27A基因与M.fructicola的渗透压转导途径和氧化还原通路相关,且在α-半乳糖苷酶合成中发挥重要作用。为了研究MfSR基因是否参与DMI类杀菌剂抗性产生,经过原生质体转化得到了2个该基因的敲除纯合子,并得到相应的回补转化子。表型分析结果表明,野生型菌株、敲除菌株与回补菌株在DMI类杀菌剂培养基上生长无差异。敲除MfSR基因不会使桃褐腐病菌对DMI类杀菌剂的敏感性产生变化,并且对致病性无影响。在外源胁迫实验中,△MfSR菌株在0.01%SDS、600μg/ml刚果红、150 g/L甘油、200g/L蔗糖、200 g/L葡萄糖、4%Na Cl、1.2 m M山梨醇培养基上与Bmpc7相比无显著差异。△MfSR菌株在6 m M H2O2培养基上生长受到抑制,而回补菌株能恢复到Bmpc7的生长水平,说明MfSR基因参与氧化还原胁迫反应。以上结果表明MfSR基因在M.fructicola氧化应答反应中发挥作用。
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