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轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)是一种重要的植物病原真菌,会造成多种植物的茎、穗腐烂。尤其是对玉米的危害极其严重,是造成玉米茎、穗腐病的优势种群。轮枝镰孢分泌的伏马菌素对人畜也有严重的危害。伏马菌素是一种聚酮类霉菌毒素,会损伤动物的免疫系统,导致免疫功能降低,造成动物的各种各样的疾病。国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,I ARC)已将伏马菌素宣布为“2B”级(对人类可能的致癌物)毒物。自1988年以来,已有28种伏马菌素的类似物被发现,B系列是其中最重要的一类,也是在自然条件下分布最广泛的一类伏马菌素,它包括了毒性极强的FB1、FB2和FB3。真核生物中,bHLH类转录因子是一类分布广泛的转录因子,参与了许多重要的细胞内信号转导过程,包括分化、代谢和对外界环境因子的反应。本研究鉴定了轮枝镰孢的bHLH类转录因子FvSwi4和FvSwi6。通过基因敲除和回补,深入研究了 FvSwi4和FvSwi6对轮枝镰孢生长、抗逆、致病、伏马菌素等次生代谢产物的影响和FvSwi4和FvSwi6蛋白质的相关作用元件。主要研究结果如下:轮枝镰孢bHLH类转录因子FvSw“和FvSwi6的突变体ΔFvSwi4和ΔFvSwi6在PDA、CM和MM培养基上的生长速率减慢,分生孢子的产量显著下降,有性生殖过程中无法形成子囊壳。此外,FvSwi4和FvSwi6还影响着轮枝镰孢对外界胁迫因子的抗性,发现突变体ΔFvSvwi4和ΔFvSwi6对细胞壁胁迫因子和氧化压力胁迫因子均表现出明显抗性。进一步分析发现突变体ΔFvSwi4河和ΔFvSwi6的细胞壁变厚且两个突变体内的过氧化氩含量减少。通过CHIP实验后的荧光定量PCR,对几丁质酶和过氧化氢酶相关基因检测实验发现,证明蛋白质FvSwi4和FvSwi6会与几丁质酶和氧化氢酶相关基因启动子区域结合从而调控其发挥作用。之后通过实验发现,突变体AFvSwi4及ΔFvSwi6均对玉米粒和玉米茎干的致病力显著减弱。此外,突变体的淀粉酶和纤维素酶的活性显著下降,并且产生的真菌毒素-伏马菌素FBI也显著减少。在细胞自噬过程中,细胞中的脂质含量会显著增加。突变体ΔFvSwi4和ΔFvSwi6在MM培养基上培养后,通过透射电镜观察,发现突变体ΔFvSwi4和ΔFvSwi6的脂质含量显著增加。尼罗红染色与TAG含量的检测均验证了这一点。此外,突变体ΔFvSwi4和ΔFvSwi6的细胞自噬增强,这一现象可能也是突变体ΔFvSwi4和ΔFvSwi6的脂质含量显著增加的主要原因。蛋白质是基因发挥功能的直接体现形式。通过荧光定位、酵母双杂、蛋白质免疫共沉淀和双分子荧光互补实验。研究发现蛋白质FvSwi4和FvSwi6定位在细胞核内,其MAPK途径上游的基因表达的蛋白质FvMgv1与FvSwi4和FvSwi6均发生互作且定位在细胞核内。蛋白质FvSwi4与FvSwi6之间也发生互作并定位在细胞核内。鉴定了蛋白质FvSwi4与FvSwi6的磷酸化位点,分别是蛋白质FvSwi4的第562位丝氨酸和蛋白质FvSwi6第264位苏氨酸。本研究表明bHLH转录因子FvSWi4和FvSwi6调控轮枝镰孢的生长、致病、抗逆、次生代谢等多种重要的生命活动。解析了轮枝镰孢的致病机理可为开发生物防治药剂提供理论依据。