漆酶StLAC1和StLAC6差异调控玉米大斑病菌致病性的机制

漆酶是一种多酚氧化酶,在真菌的形态建成、生长发育、色素合成和致病性中发挥重要作用。为明确不同漆酶同工酶在玉米大斑病菌中的生物学作用,本研究在前期已获得玉米大斑病菌漆酶StLAC1和StLAC6基Z-IETD-FMK细胞培养因敲除突变体的基础上,进一步创制了StLAC1和StLAC6的回补和超表达菌株,分析了它们在生长发育及biocontrol agent侵染中的功能;同时为了深入分析其发挥作用的方式,利用转录组学和代谢组学比较了StLAC1和StLAC6敲除后对玉米大斑病菌基因表达及代谢产物合成的影响,为分析比较不同漆酶同工酶的作用机制提供依据。主要研究结果如下:1.通过无缝克隆法构建回补和超表达载体,利用原生质体转化技术创制了玉米大斑病菌关键漆酶基因StLAC1和StLAC6的回补和超表达菌株。2.对玉米大斑病菌野生型菌株、敲除突变体ΔStLAC1、回补菌株C.ΔStLAC1和超表达菌株OE.StLAC1进行表型分析发现,StLA C1影响黑色素合成及真菌细胞壁结构,并通过影响附着胞萌发及侵染能力影响了病菌致病性。固态核磁检测发现,StLAC1缺失后不影响黑色素结构只影响其在细胞壁的聚合。3.对玉米大斑病菌野生型菌株、敲除突变体ΔStLAC6、回补菌株C.ΔStLAC6和超表达菌株OE.StLAC6进行表型分析,发现StLAC6基因不影响病菌生长,但负调控玉米大斑病菌的黑色素合成及致病性,敲除突变体的粗毒素使叶片产生更多的活性氧,但对化学杀菌剂敏感性增加。4.利用代谢组学分析了玉米大斑病菌野生型菌株、ΔStLAC1、ΔStLAC6胞内外差异代谢物,结果显示StLAC1基因缺失对代谢产物的影响更大,StLAC1和StLAC6差异影响了黑色素合成前体代谢物,且StLAC1基因主要影响脂类代谢物。5.为明确StLAC1对玉米大斑病菌形态及致病的作用机制点击此处,利用转录组分析StLAC1缺失对基因转录水平的影响,发现StLAC1缺失影响膜组分、细胞代谢活动和线粒体功能相关基因的表达,造成病菌膜结构及鞘脂信号紊乱、能量利用方式变化。