禾谷镰孢菌中β-1,4-D-内切木聚糖酶基因FgXYLD的生物学功能

作     者：左宏旭 巩寒茹 雷琼 李鸿飞 杨力澜 王欣桐 李强 王保通 ZUO Hongxu;GONG Hanru;LEI Qiong;LI Hongfei;YANG Lilan;WANG Xintong;LI Qiang;WANG Baotong

作者机构：西北农林科技大学植物保护学院作物抗逆与高效生产全国重点实验室陕西杨凌712100 杨凌职业技术学院生物工程分院陕西杨凌712100 

出 版 物：《菌物学报》 (Mycosystema)

年 卷 期：2024年第43卷第7期

页      面：51-65页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：国家重点研发计划(2023YFD1201002) 陕西省重点研发计划(2022NY-125) 陕西省自然科学基金(2023-JC-YB-209) 

主　　题：禾谷镰孢菌 β-1,4-D-内切木聚糖酶 有性生殖 致病力 外界胁迫 

摘      要：由禾谷镰孢菌Fusarium graminearum为主要病原菌引起的小麦赤霉病是小麦三大病害之一,对小麦的产量和质量均构成巨大威胁。β-1,4-D-内切木聚糖酶作为一种重要的水解酶,能够降解植物细胞壁的主要成分之一半纤维素,进而在病菌侵染寄主植物时发挥作用。为进一步揭示禾谷镰孢菌中β-1,4-D-内切木聚糖酶基因FgXYLD的功能,本实验将该基因在禾谷镰孢菌中敲除,通过研究FgXYLD基因敲除突变体的基本特性以明晰该基因功能。结果发现,FgXYLD基因的缺失并不影响禾谷镰孢菌的菌落形态、菌落生长速率与分生孢子萌发,但影响分生孢子的产生;在外界胁迫实验中,敲除突变体对戊唑醇、Na^(+)、K^(+)耐受性增强;在有性生殖实验中,敲除突变体的子囊壳形成延迟,子囊孢子喷发有明显缺陷;在致病力实验中,敲除突变体的致病力低于野生型;在DON毒素测定实验中,敲除突变体DON毒素产生量明显减少,部分产毒基因表达水平有所降低。以上结果表明,β-1,4-D-内切木聚糖酶基因FgXYLD在禾谷镰孢菌的逆境胁迫、有性生殖与致病力中扮演一定功能。