【摘 要】
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小麦赤霉病是危害粮食产量和安全的一种全球性病害,在气候条件适宜的条件下易暴发流行,危害面广且难以防控。在我国,引起赤霉病的主要病原菌是禾谷镰刀菌(Fusarium gramineri
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小麦赤霉病是危害粮食产量和安全的一种全球性病害,在气候条件适宜的条件下易暴发流行,危害面广且难以防控。在我国,引起赤霉病的主要病原菌是禾谷镰刀菌(Fusarium graminerium)。由于该病害抗性种质资源少,田间防控主要采用化学杀菌剂,虽然可以减少损失,但却为病害大爆发埋下了隐患。因此,深入研究禾谷镰刀菌的致病机制对于小麦赤霉病的防控显得十分重要。环腺苷酸依赖的蛋白激酶A(cAMP-PKA)作为一种在真核生物中广泛分布的保守激酶,在细胞分裂和生长、养份利用、逆境耐受等细胞生长的多个方面发挥调控作用。PKA激酶亦参与植物病原菌的的致病过程。禾谷镰刀菌有两个编码PKA催化亚基的基因CPK1和CPK2,它们的缺失导致菌株在营养生长、有性生殖、致病及产毒方面发生严重缺陷。在PDA上培养cpk1cpk2双敲突变体的过程中,发现该突变体可产生生长变快的角变子。本研究共收集了25个角变子,与cpk1cpk2双敲突变体相比,获得的角变子菌落生长完全回复,有性生殖和致病能力部分回复,分生孢子产量下降。全基因组测序找到了角变子上的突变基因FgSFL1,结合普通测序发现25个角变子在FgSFL1的10个不同位点发生了突变,其中有9个位点的突变会导致FgSfl1的蛋白序列发生移码或终止突变,严重影响蛋白功能。在cpk1cpk2双敲突变体内敲除FgSFL1,发现FgSFL1的缺失可导致菌落形态回复至野生型状态。FgSFL1在野生型中缺失会引起菌株在分生孢子产生、有性生殖及致病方面的缺陷。通过比较FgSFL1在cpk1cpk2双敲突变体及野生型中的功能,发现其在禾谷镰刀菌菌落生长方面具有负调控作用,在产孢方面有正调控作用,而在有性生殖和致病方面发挥正负两方面的调控。通过对FgSfl1的3个预测的PKA磷酸化位点进行点突变,发现S559位的激活态突变会导致菌株分生孢子产量下降及子囊壳减少,从而推测S559位点应是FgSfl1的一个重要的PKA磷酸化位点。
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