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文檔簡(jiǎn)介
1、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)又稱嘔吐毒素(vomitoxin),主要是禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)、黃色鐮刀菌(Fusarium culmorum)等多種鐮刀菌屬真菌在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物,具有典型的細(xì)胞毒性、免疫毒性和遺傳毒性。作為一種世界范圍性污染物,我國(guó)每年都在收獲的小麥、玉米等谷物中檢出DON,且濃度超過(guò)現(xiàn)有國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重影響著農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量安全。
2、 鑒于DON在谷物中存在的普遍性,對(duì)病原菌致病機(jī)理、DON合成途徑及產(chǎn)毒機(jī)制進(jìn)行研究至關(guān)重要,從而可以針對(duì)性地調(diào)節(jié)病原菌的代謝,減少DON的合成。
本論文以DON高產(chǎn)毒F. graminearum和不產(chǎn)毒F. graminearum為研究對(duì)象,研究了F. graminearum產(chǎn)生DON的生物途徑及分子機(jī)制,主要研究成果如下:
?。?)利用特異性引物快速篩選法和高效液相色譜法相結(jié)合的方法,從赤霉病粒小麥中篩選到7株鐮刀
3、菌,其中6株為DON產(chǎn)毒菌株,1株為陰性菌株。測(cè)序分析DON高產(chǎn)毒菌株Fg1和不產(chǎn)毒菌株Fg2的5.8S rDNA-ITS區(qū)基因序列,并對(duì)其形態(tài)學(xué)進(jìn)行鑒定,確定兩株菌株均為禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)。
?。?)實(shí)驗(yàn)室條件下研究了不同碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、溫度、pH值等因素對(duì)DON高產(chǎn)毒菌F. graminearum Fg1生長(zhǎng)和產(chǎn)毒量的影響。結(jié)果表明,培養(yǎng)條件不同,菌株的生長(zhǎng)和產(chǎn)毒量有較大差異。以糊精為
4、碳源,酵母膏為氮源,基質(zhì)pH為8.0,培養(yǎng)溫度為25℃時(shí),F(xiàn). graminearum Fg1菌株生長(zhǎng)較佳,產(chǎn)毒量最高。
?。?)通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),對(duì)DON高產(chǎn)毒菌株F. graminearum Fg1和不產(chǎn)毒菌株F. graminearum Fg2的差異表達(dá)蛋白進(jìn)行了分析比較。結(jié)果顯示,兩株菌株多種基礎(chǔ)代謝相關(guān)蛋白,氧化還原調(diào)節(jié)蛋白,次級(jí)代謝產(chǎn)物合成蛋白,信號(hào)傳導(dǎo)蛋白,分子伴侶等調(diào)節(jié)性蛋白具有較大差異性。其中甘油醛-3-磷酸
5、脫氫酶(GAPDH)、2,3-二磷酸甘油酸變位酶(PGAM)、丙酮酸脫氫酶(PDH)、FAD結(jié)合單加氧酶(FADMO)、4-二磷酸胞苷-2-C-甲基赤蘚糖激酶(CMK)和萜類合成酶(TPS)等參與DON合成的相關(guān)蛋白在F. graminearum Fg1中表達(dá)明顯上調(diào)。
?。?)通過(guò)轉(zhuǎn)錄組分析技術(shù),對(duì)DON高產(chǎn)毒菌株F. graminearum Fg1和不產(chǎn)毒菌株F. graminearum Fg2的差異表達(dá)基因進(jìn)行分析比較,并
6、運(yùn)用qRT-PCR技術(shù)對(duì)12個(gè)與DON合成相關(guān)基因進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示,11個(gè)基因?yàn)镈ON生物合成的正調(diào)控基因,1個(gè)基因?yàn)镈ON生物合成的負(fù)調(diào)控基因。其中,編碼糖酵解途徑相關(guān)酶的基因包括葡萄糖激酶基因(FGSG_08774)、2,3-二磷酸甘油酸變位酶基因(FGSG_06055)、磷酸甘油酸激酶基因(FGSG_03992)、烯醇化酶基因(FGSG_01346)在F. graminearum Fg1中表達(dá)明顯上調(diào);編碼萜類化合物合成相關(guān)酶的
7、基因乙酰輔酶A合成酶基因(FGSG_00330)、O-乙?;D(zhuǎn)移酶基因(FGSG_03124)、異木霉醇C-15羥化酶基因(FGSG_03191)、細(xì)胞色素P450單加氧酶基因(FGSG_01284)、雙功能植物毒素合成酶基因(FGSG_12082)在F. graminearum Fg1中表達(dá)明顯上調(diào);編碼MAPKs途徑相關(guān)的酶包括絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶Psk1基因(FGSG_00469)、絲氨酸蘇氨酸/蛋白激酶Cek1基因(FGSG_
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