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本课题组在前期研究中利用生物信息学技术对玉米大斑病菌基因组数据库分析发现,在玉米大斑病菌中存在CWI-MAPK级联途径,但其功能尚不清晰。本研究拟在此基础上,利用生物信息学技术分析该级联途径的关键基因StMKK1(MAPKK)的结构特征,并利用靶基因敲除技术明确该基因的功能。该研究不仅可明确玉米大斑病菌StMKK1基因的功能,也可为阐明CWI-MAPK级联途径的功能奠定基础。主要研究结果如下: 1.采用DNAstar、DNAMAN本地软件和NCBI网站在线软件BLAST分析了StMKK1基因的结构,发现该基因具有MAPKK类基因的S TKc保守结构域;聚类分析发现,StMKK1基因与酿酒酵母中的MKK1基因有具有较近的亲缘关系,表明玉米大斑病菌StMKK1属于MKK1-like基因。 2.利用聚乙二醇(PEG)介导的原生质体转化方法创制StMKK1基因敲除突变体,通过潮霉素B抗性筛选、特异引物PCR及RT-PCR验证,筛选得到了2株StMKK1基因敲除突变体,分别命名为ΔStMKK1-1和ΔStMKK1-2。 3.与野生型菌株相比较,StMKK1基因敲除突变体生长速度明显下降,不产生分生孢子,表明StMKK1基因参与调控病菌菌落的生长及分生孢子发育。 4.与野生型相比,StMKK1基因敲除突变体对细胞壁合成抑制剂刚果红、CFW、SDS的敏感性降低,且突变体的细胞壁疏水性降低,表明StMKK1基因影响病菌的细胞壁发育。 5.在盐胁迫条件下,StMKK1基因敲除突变体菌落生长抑制率与野生型菌株没有明显区别,表明StMKK1基因不参与盐胁迫反应。 6.在H2O2胁迫条件下,StMKK1基因敲除突变体菌落生长抑制率明显低于野生型菌株,表明StMKK1基因的缺失增加了病菌对氧胁迫的抗性。 总之,本研究明确了玉米大斑病菌StMKK1属于MKK1-like基因;进而利用基因敲除技术研究发现该基因参与调控玉米大斑病菌的分生孢子产生、细胞壁发育、氧胁迫反应,但不参与高渗胁迫反应。