禾谷镰孢菌过氧化物酶家族基因的表达规律分析

• 作者: 张康 张靖 曹宏哲 柳健虎 董金皋 藏金萍 邢继红
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 禾谷镰孢菌 过氧化物酶家族基因 系统进化 基因表达
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 1090-1100
• 页数: 11页
• 分类号: S435.131.4
• 字数: 6865字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2019.06.015

摘要

过氧化物酶作为病原真菌抗氧化防御系统的主要组分,能够清除来源于植物体产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS),促使病原菌成功侵染宿主植物细胞,禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)过氧化物酶(peroxidase,POX)的相关研究尚未见报道.本研究利用生物信息学手段搜索真菌过氧化物酶基因的数据库,获得了31个禾谷镰孢菌过氧化物酶基因,系统进化分析和保守结构域分析均将其分为18个亚家族.对过氧化物酶家族基因的表达模式进行分析,发现FgPOX(禾谷镰孢菌过氧化物酶,Fusarium graminearum peroxidase)-13、FgPOX-17、FgPOX-16、FgPOX-19等基因在菌丝和分生孢子中均具有较高表达水平,FgPOX-24、FgPOX-29在菌丝中表达水平较高,FgPOX-11、FgPOX-10、FgPOX-4、FgPOX-23在分生孢子中表达水平较高.对过氧化物酶家族基因在侵染过程中的表达规律进行分析,发现FgPOX-13在病菌侵染过程中表达水平明显升高并保持较高水平,FgPOX-17、FgPOX-28、FgPOX-30等基因在病菌侵染的早期表达水平较高,FgPOX-12、FgPOX-10、FgPOX-23等基因在病菌侵染的后期表达水平较高.进一步利用qRT-PCR技术对禾谷镰孢菌过氧化物酶家族基因在H2O2胁迫条件下表达规律进行分析,发现FgPOX-1、FgPOX-4、FgPOX-6、FgPOX-9、FgPOX-10、FgPOX-22、FgPOX-30的表达水平是正常条件下的20倍以上,FgPOX-9、FgPOX-13等随着H2O2胁迫时间的延长,表达水平明显增高,而FgPOX-1、FgPOX-21等随着H2O2胁迫时间的延长,表达水平明显降低.本研究明确了禾谷镰孢菌过氧化物酶家族基因数量、系统进化关系、保守结构域,以及在病菌不同组织、侵染过程和响应H2O2胁迫中的表达规律,为阐明禾谷镰孢菌过氧化物酶家族基因的功能提供了基础资料.