玉米大斑病菌黑色素合成酶基因的全基因组定位及表达模式分析

摘要：

【目的】确定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）黑色素合成酶基因StPKS、St3HNR、St4HNR、StSCD、StLAC1、StLAC2在基因组中的位置和基因结构，分析黑色素合成途径中6个合成酶基因在玉米大斑病菌侵染过程中从分生孢子萌发至穿透不同时期及菌丝生长时期的表达模式，明确6个基因与病菌发育和致病的关系。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库，通过Blastp相似性搜索，鉴定6个基因在基因组中的定位，解析在基因组中的串联分布情况；收集玉米大斑病菌从分生孢子萌发到侵染的不同时期及菌丝生长时期的菌体材料，提取总 RNA，以β-tubulin作为内参基因，根据黑色素合成6个关键酶基因序列设计引物，采用qRT-PCR技术检测基因的表达模式，对比病菌在营养生长和生殖生长时期的表达情况。【结果】在基因组数据库中，玉米大斑病菌黑色素合成酶基因StPKS、St3HNR分别位于scaffold_12的正链和负链上，St4HNR、StLAC2位于scaffold_11的负链上，StSCD位于scaffold_1正链上，StLAC1位于scaffold_7正链上，且StPKS和St3HNR在基因组中串联分布在26.9 kb范围内；6个基因的相对表达量在分生孢子诱导萌发到穿透过程的5个时期中呈上调-下调-上调或上调-下调-上调-下调两种模式；分生孢子时期，StLAC2表达量最高，明显高于其他基因，差异极显著；菌丝生长时期，St3HNR、StSCD表达量最高，明显高于其他基因，差异极显著。【结论】玉米大斑病菌6个黑色素合成酶基因中StPKS和St3HNR在基因组中位置邻近，串联在26.9 kb范围内；6个基因从分生孢子萌发至侵染的5个时期均有表达，表达量存在显著差异，但各基因的表达模式相似，说明6个基因参与了玉米大斑病菌的侵染过程，在玉米大斑病菌的致病方面具有重要作用；同时在菌丝生长时期St3HNR和StSCD发挥的作用更明显，分生孢子时期StLAC2更活跃。

关键词：玉米大斑病菌、黑色素、合成酶基因、定位、表达模式

分类号：S432.4+4;S601;Q78

资助基金：国家自然科学基金;国家玉米产业技术体系项目

在线出版日期：2015-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2767-2776