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灰霉病菌Ⅺ型组氨酸激酶基因BcHK91的功能分析
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作者 金珂宇 王梦晶 +5 位作者 沈诗燚 武婧雨 李岳谦 郭俭 王教瑜 李玲 《微生物学报》 北大核心 2025年第11期5054-5073,共20页
【目的】探索灰霉病菌中Ⅺ型组氨酸激酶基因的功能,为进一步阐明组氨酸激酶(histidine kinases,HKs)相关基因在植物病原菌生长发育和致病过程中的分子机制奠定基础。【方法】利用敲除载体构建、根癌农杆菌介导的转化(Agrobactirium tumf... 【目的】探索灰霉病菌中Ⅺ型组氨酸激酶基因的功能,为进一步阐明组氨酸激酶(histidine kinases,HKs)相关基因在植物病原菌生长发育和致病过程中的分子机制奠定基础。【方法】利用敲除载体构建、根癌农杆菌介导的转化(Agrobactirium tumfacience-mediated transformant,ATMT)、PCR及qPCR验证技术获得BcHK91基因敲除突变体。通过对菌落生长、菌核形成、孢子产量及形态、孢子萌发率、附着胞与侵染垫形成率、致病力、细胞壁与细胞膜完整性以及转录组进行测定,探究敲除该基因后对灰霉病菌B05.10的影响,从而明确BcHK91的功能。【结果】成功获得2个BcHK91基因敲除突变体,分别命名为ΔBcHK91-A与ΔBcHK91-B。表型分析发现,与野生型菌株B05.10和异位插入菌株(ectopic transformants,ET)相比,BcHK91基因敲除突变体不产生菌核,孢子长度缩短,产孢能力、孢子萌发率、附着胞形成率、侵染垫形成率及致病力均下降,对刚果红和SDS的敏感性升高。利用RNA sequencing(RNA-seq)技术对野生型菌株和突变体ΔBcHK91的转录组进行比较分析,结果表明共有1533个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中1017个基因上调,516个基因下调。基因本体(gene ontology,GO)和直系同源簇(cluster of orthologous group,COG)注释分析表明,DEGs主要富集在生物过程(biological processes)中的细胞过程(cell process)与代谢过程(metabolic process);细胞组成(cellular components)主要分布在细胞结构体(cellular anatomical entity)和细胞内(intracellular);分子功能(molecular functions)主要富集在催化活性(catalytic activity)、蛋白质结合(binding)和转运活性(transporter activity)。Kyoto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)通路分析表明,DEGs主要富集在碳水化合物运输、淀粉和蔗糖代谢通路、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联反应的代谢通路上,参与调控突变体表型与致病性。差异表达基因的in silico分析揭示,17个基因可能参与调控B05.10的生长发育、氧化应激、细胞壁合成、细胞膜完整性、菌核形成和致病性。qPCR验证结果表明,13个基因的qPCR表达水平与转录组测序获得的数据趋势一致,表明该转录组数据可信度较高。【结论】灰霉病菌中BcHK91主要在菌体无性繁殖、应对不同环境胁迫及致病过程中发挥重要作用。 展开更多
关键词 灰霉病菌 Ⅺ型组氨酸激酶 bchk91 功能研究 转录组
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