玉米大斑病菌小柱孢酮脱水酶StSCD家族鉴定及其功能分析

摘要：

[目的]小柱孢酮脱水酶(scytalone dehydratase,SCD)是黑色素合成过程中的关键酶.本文旨在鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)小柱孢酮脱水酶基因(StSCD)家族,并分析玉米大斑病菌附着胞发育过程中StSCD基因家族表达量差异及SCD抑制剂对黑色素合成的影响,为进一步研究StSCD基因家族在黑色素合成和附着胞发育中的作用打下基础.[方法]利用玉米大斑病菌野生型菌株01-23的全基因组数据,获得StSCD基因家族的全序列,并与玉米小斑病菌(Cochlibolus heterostrophus)、稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)、瓜类炭疽病菌(Colletotrichum lagenaria)等真菌的SCD进行序列比对;收集玉米大斑病菌附着胞不同发育时期的材料进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析,获得不同时期、不同StSCD的表达量,从而确定与病菌侵染和附着胞黑色素化密切相关的脱水酶基因;使用SCD抑制剂环丙酰菌胺处理玉米大斑病菌,测定菌落生长速度、黑色素合成量、附着胞膨压等,确定StSCD在附着胞发育过程中的作用.[结果]玉米大斑病菌全基因组中共鉴定到4个StSCD,其编码蛋白具有SCD保守结构域及保守的催化及底物结合氨基酸残基.StSCD3与灰葡萄孢(Botrytis cinerea)中功能冗余的SCD2蛋白具有较高同源性,StSCD4与多主棒孢(Corynespora cassiicola)中参与黑色素合成的SCD蛋白具有较高同源性.通过分析玉米大斑病菌生长发育过程中不同时期StSCD的表达量发现,在附着胞时期4个StSCD表达量均上调,其中StSCD3、StSCD4表达量上调尤为显著,附着胞再生菌丝时期StSCD3、StSCD4的表达量均显著下降,并且在附着胞诱导整个时期StSCD4的表达量较高.环丙酰菌胺处理玉米大斑病菌后,黑色素合成受阻,附着胞膨压显著降低.[结论]玉米大斑病菌含有4个StSCD,推测StSCD4参与DHN(1,8-间苯二酚)黑色素的合成,并进而影响附着胞膨压积累.

关键词：玉米大斑病菌、StSCD家族、黑色素、环丙酰菌胺

所属期刊栏目：55

分类号：S435.111.41;P593;Q943.2

资助基金：国家玉米产业技术体系项目;国家自然科学基金;国家自然科学基金;河北省自然科学基金

在线出版日期：2022-10-24（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：3134-3143