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小麦赤霉菌fgsg11341基因敲除及功能研究

小麦赤霉菌FGSG11341基因敲除及功能研究

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作者：郭雪芳内蒙古师范大学

学位级别：硕士

小麦赤霉病(Fusarium head blight)是引起小麦减产和品质下降的主要病害之一。引起小麦赤霉病的优势病原菌是小麦赤霉菌(Fusarium graminearum),其真菌毒素对作物和人畜都有巨大的毒害。因此,探索小麦赤霉菌相关基因的致病机理具有至关... 详细信息

小麦赤霉病(Fusarium head blight)是引起小麦减产和品质下降的主要病害之一。引起小麦赤霉病的优势病原菌是小麦赤霉菌(Fusarium graminearum),其真菌毒素对作物和人畜都有巨大的毒害。因此,探索小麦赤霉菌相关基因的致病机理具有至关重要的意义。将小麦赤霉菌MAPK信号通路上的关键基因MGV1敲除后得到MGV1缺失突变体,转录组测序后与小麦赤霉菌野生型菌株PH-1对比发现有1729个基因表达量上调,2062个基因表达量下调。MGV1基因存在时,fgsg1341基因表达量为0;MGV1基因缺失后,fgsg1341基因表达量显著上调。GO注释预测,该基因产物是参与代谢过程中转移酶的活性因子。推测fgsg1341基因与MGV1基因有一定关联。本研究选择fgsg1341基因作为研究对象,通过基因敲除技术对其功能进行研究。研究应用Split-Marker基因敲除技术,构建出含有潮霉素抗性基因hph的基因敲除盒,利用PEG介导,进行小麦赤霉菌野生型PH-1的原生质体转化,经过同源重组交换,hph基因取代fgsg1341基因,得到大量转化子。在含有潮霉素的培养基上初步筛选转化子,再利用PCR正负筛选确定敲除突变体,并对敲除突变体进行表型和致病性检测。本实验经过多次筛选验证最终得到两个fgsg1341基因敲除突变体。与小麦赤霉菌野生型PH-1的表型和致病力等方面比较发现,敲除突变体菌株fgsg1341-1的菌落形态、分生孢子形态、产孢量、有性生殖能力、致病力没有明显的变化。但是,fgsg1341-1菌落生长略迟缓于野生型PH-1;fgsg1341-1原生质体释放速度略快于野生型PH-1;32℃时,fgsg1341-1菌丝出现顶端凸起且膨大,呈现边缘透明化的现象,表明敲除fgsg1341基因影响细胞壁结构和功能的完整性,推测fgsg1341基因可能参与小麦赤霉菌细胞壁的整合。

关键词：小麦赤霉菌 fgsg11341 Split-Marker 基因敲除致病力

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