蝗綠僵菌β-tubulin和MaPpt1基因功能研究.pdf

1、當前環(huán)境問題日益突出，因施用化學農藥造成的健康問題更是引人矚目，因此需要開發(fā)可替代化學農藥或者補充性的生物農藥來保護環(huán)境。由于所有的昆蟲都易受昆蟲病原真菌感染而致病，因此昆蟲病原真菌的傳播和擴散會造成大面積的昆蟲群體因感染昆蟲病原真菌而死亡。故利用昆蟲病原真菌控制農業(yè)害蟲實施生物控制和病蟲害綜合治理是保護綠色環(huán)境的重要途徑之一。在昆蟲病原真菌的生活史中，首先是孢子遇到昆蟲后通過分泌的黏液附著到昆蟲體表，同時孢子膨大，緊接著萌發(fā)產生芽管。

2、芽管在昆蟲體表找到合適的位點后開始進行穿透。緊接著芽管的頂端開始膨大產生附著胞；附著胞進而產生穿透釘；穿透釘透過表皮進入昆蟲血腔；進入血腔后，菌絲由絲狀轉變?yōu)榻湍笭畹南x菌體；蟲菌體以血腔中的血液為營養(yǎng)迅速繁殖生長；昆蟲死亡后，昆蟲病原真菌從血腔內穿透皮層再次產生分生孢子進入下一個周期。植物病原真菌和昆蟲病原真菌具有相似的侵染過程。植物病原真菌侵染過程中與植物抗性基因對應的基因稱為無毒基因，包括細胞骨架蛋白和絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶等無毒

3、基因。與植物病原真菌無毒基因對應的昆蟲病原真菌基因，如β-tubulin和絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶Ppt1，在昆蟲病原真菌中的功能了解甚少，研究它們的功能對于了解昆蟲病原真菌的致病機制和殺蟲真菌農藥的研制具有重要意義。
　　β-tubulin是組成微管的基本單元之一，微管又是構成細胞骨架的成分。β-tubulin參與多種細胞生物學過程。本文采用基因敲除和回復的方法研究了β-tubulin基因對蝗綠僵菌的細胞形態(tài)、產孢、抗逆和毒力的

4、影響。敲除β-tubulin基因后削弱了蝗綠僵菌正常的細胞核分離、脂滴的運輸、幾丁質到隔的沉積；導致菌絲彎曲，并形成菌落密實填集的褶皺形態(tài)；孢子梗減少、產孢量顯著下降。與野生型和回復菌株相比，敲除β-tubulin基因顯著削弱了蝗綠僵菌的侵染蝗蟲的毒力，侵染結構會產生二叉型芽管、附著胞形成率顯著下降，附著胞的形態(tài)異常且膨壓下降；β-tubulin基因缺失后，蝗綠僵菌在蝗蟲活體內和離體蝗蟲血清中生長顯著減緩。與野生型和回復菌株相比，敲除β

5、-tubulin基因后蝗綠僵菌孢子對紫外、熱等逆境的耐受性無顯著變化。因此，β-tubulin對蝗綠僵菌菌絲生長、產孢和毒力有重要作用，對抗逆特性無明顯影響。
　　絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶Ppt1(酵母)/PP5(人)包含一個特有的三肽重復序列，主要調節(jié)生長、分化、DNA損傷修復、細胞周期，參與熱激反應的信號傳導。但是Ppt1/PP5在絲狀真菌中的功能至今還未見報道。本研究敲除絲狀真菌蝗綠僵菌的Ppt1基因后菌落形態(tài)顯著性改變，產

6、孢方式發(fā)生改變：從正常產孢變?yōu)槲⒀h(huán)產孢；MaPpt1敲除菌株的熱激反應和毒力沒有變化，但紫外耐受性能力顯著提高。eGFP-MaPpt1蛋白的融合表結果達表明MaPpt1在生長的菌絲中定位在隔上，在孢子中分散在整個細胞質中。通過磷酸化蛋白質組學分析發(fā)現(xiàn)了MaPpt1（ΔMaPpt1 vs WT）作用的11個潛在靶標蛋白，數(shù)字表達譜分析發(fā)現(xiàn)MaPpt1可能調控的基因1846個，兩種方法的研究結果共同揭示MaPpt1參與了包括脂肪酸代謝，細