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玉米弯孢霉叶斑病(Curvularuia leaf spot of corn)是玉米上的一种重要的叶部病害,流行年份造成严重的经济损失。该病害是由新月弯孢(Curvularia lunata)等弯孢霉属真菌引起的,了解该病原菌的致病分子机理对其病害的有效防治具有重要意义。
本研究对玉米弯孢霉叶斑病病菌的原生质制备条件进行了优化。结果表明,玉米弯孢霉叶斑病菌体的培养时间、细胞壁降解酶的种类与配比、酶解时间、以及再生稳渗剂等一系列因素对原生质体释放及再生有明显的影响。根据研究结果总结出玉米弯孢霉叶斑病原生质体制备方法:即(1)从PDA固体培养基上培养10d的菌落上洗下病菌的分生孢子;(2)将孢子按浓度106个/mL接种到改良Fries液体培养基中,28℃下振荡培养24h,过滤洗涤收集菌丝;(3)用10㎎/mL溶壁酶、10㎎/mL崩溃酶和10㎎/mL蜗牛酶组成的混合酶在30℃,150r/min的条件下酶解6h;(4)将酶解好的原生质体的酶解溶液用3层擦镜纸过滤;(5)用已灭菌的0.7 mol/L山梨醇溶液冲洗,将冲洗液在4000r/min,4℃条件下离心10min,弃上清,再用STC洗涤2次后得到所需浓度的原生质体。
本研究以含有潮霉素磷酸转移酶基因的质粒(pUCATPH)利用限制酶介导整合转化(restriction enzyme-mediated integration,REMI)玉米弯孢霉叶斑病菌野生菌株WD-1,共获得了165个转化子。将这些转化菌株于PDA上培养3代,发现所有转化子各子代均能在含200μg/mL潮霉素的PDA培养基上生长,而野生菌株WD-1不能生长,说明转化子在遗传上是稳定的。对这些突变体的基因组进行了PCR扩增,发现所有参试基因组中都能扩增检测到潮霉素磷酸转移酶基因(hph)序列。经对所选取的5个转化子进行生长速度和产孢量测定,发现4个转化子的产孢量低于野生菌株WD-1,有1个转化子的产孢量较野生菌株WD-1升高。对所选取的转化子在PDA上生长速度进行测定,结果发现4个转化子的生长速度和野生菌株相比有所减慢。
Brn1基因(1,3,8-三羟基萘还原酶基因)是与黑色素合成相关的重要基因。关于其致病性的研究,本文根据同源重组原理,以质粒pUCATPH为基础构建了带有潮霉素基因和绿色荧光蛋白基因的载体pUC-JB,以REMI介导的转化手段转化玉米弯孢霉叶斑病病菌原生质体,共获得29个遗传稳定的转化子。通过PCR验证没有得到真正的突变体。
启动子与绿色荧光蛋白(gfp)融合表达实验表明:基因在Curvularialunata的营养菌丝、分生孢子中均表达,其中孢子中荧光强度稍弱。