蝗绿僵菌转录因子MaCrz1下游基因MaDfg5和MaEglC的功能研究

作     者：罗云霄 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹月青

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 

主      题：蝗绿僵菌 转录因子MaCrz1 细胞壁 转糖苷酶MaDfg5 β-1,3-葡聚糖内切酶MaEglC 

摘      要：病原真菌主要通过体壁接触侵染并导致宿主感病甚至死亡。分生孢子通过细胞壁有效附着于宿主昆虫体壁,是病原真菌成功侵染昆虫的前提和关键。细胞壁是真菌与宿主直接接触的一个动态组织,其结构、组成及特性均会影响其对宿主体表的附着与致病性。此外,真菌病原体细胞壁上存在多种与宿主互作的免疫信号分子。因此,研究病原真菌细胞壁结构组成的调控机制对提高杀虫真菌致病性具有重要意义。转录因子MaCrz1缺失后,蝗绿僵菌分生孢子细胞壁结构及组分发生显著改变,致病性显著降低,但其调控机制尚不清楚。本文主要研究了MaCrz1通过调控转糖苷酶基因MaDfg5、β-1,3-葡聚糖内切酶基因MaEglC的表达影响蝗绿僵菌细胞壁结构组成及其在生防性状中的作用。主要结果如下:(1)为了阐明MaCrz1影响细胞壁结构组成而影响致病性的机制,收集WT和ΔMaCrz1菌株14 d成熟孢子进行RNA-seq。数据分析发现,有82个差异表达基因富集MAPK信号通路,与糖蛋白合成代谢途径相关的差异表达基因有35个。利用在线网站JASPAR预测下调差异表达基因启动区与MaCrz1有结合位点的DEG共有129个,预测得到蝗绿僵菌中MaCrz1的可能结合基序为[AC][AC]GCC[ATC]C。(2)通过RT-qPCR、酵母单杂交实验和凝胶阻滞实验筛选到受MaCrz1调控的下游靶基因MaDfg5和MaEglC。(3)对孢子细胞壁结构研究发现,ΔMaDfg5细胞壁显著变薄,细胞壁表面凸凹结构较WT变弱,而且分生孢子表面几丁质、β-1,3-葡聚糖与GPI锚定蛋白减少。ΔMaEglC孢子细胞壁显著变厚,细胞壁表面结构与ΔMaCrz1类似,主要表现为凸凹结构消失、表面变光滑,而且胞壁表面几丁质和β-1,3-葡聚糖减少。(4)对致病及相关特性研究发现,MaDfg5缺失对孢子疏水性、附着胞形成率以及体表点滴毒力无显著影响,在蝗虫后翅上的穿透能力减弱;体内注射毒力显著升高。ΔMaEglC与ΔMaCrz1表型类似,主要表现为孢子疏水性、附着胞形成率、体表点滴毒力以及体壁穿透能力均显著降低。(5)对逆境耐受性研究发现,与WT相比,ΔMaDfg5对紫外和湿热耐受能力降低,对高渗胁迫以及细胞壁破坏剂CFW、CR抗性增强。MaEglC缺失菌株对紫外和湿热的耐受能力增强,对高渗胁迫不敏感,对细胞膜破坏剂SDS以及细胞壁破坏剂CFW抗性增强。综上所述,转录因子MaCrz1下游靶标基因MaDfg5和MaEglC通过影响蝗绿僵菌分生孢子细胞壁结构和特性进而影响其致病性和抗逆性。