菰黑粉菌UePkaC基因的克隆及功能研究

• 作者: 俞晓平 叶子弘 夏文强 崔海峰 张雅芬 王培又 葛倩雯
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 菰黑粉菌 UePkaC 融合 a基因 cAMP-PKA信号通路
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 1477-1489
• 页数: 13页
• 分类号: S645.2
• 字数: 7646字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2020.08.015

摘要

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)是一种二态性真菌,具有侵染菰(Zizania latifolia)植株的能力,并可使植株茎部膨大形成茭白.二型态转换对菰黑粉菌的侵染能力及致病性至关重要.促丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号级联途径和环化腺苷酸介导的蛋白激酶A(cyclic adenosine monophosphate-protein kinase A,cAMP-PKA)信号转导途径是真菌二型态转换的核心.本研究发现,外源添加cAMP后单倍体出现多位点芽殖现象,且融合菌丝生长受到影响.进一步克隆得到了编码菰黑粉菌PKA催化亚基的基因UePkaC(PkaC like protein in Ustilago esculenta)基因(GenBank No.KR870334.1).序列分析结果显示,该基因全长1346 bp,有1个内含子,两个外显子构成大小为1233 bp的开放阅读框,编码410个氨基酸.该氨基酸序列与其他物种中PKA催化亚基的氨基酸序列同源,如大麦坚黑粉菌(U.hordei)、玉米瘤黑粉菌(U.maydis).表达模式分析发现:UePkaC在菌丝融合生长过程中上调表达;对UePkaC缺失突变体表型分析发现其变长且无融合生长能力和致病性.进一步研究发现,UePkaC突变后无法形成接合管,且信息素合成基因表达受到显著抑制,表明UePkaC基因通过调控a基因的表达从而影响接合管的形成与细胞融合.以上结果表明,UePkaC基因在菰黑粉菌单倍体生长及二型态转换中起着关键作用.该研究为探讨菰黑粉菌的致病机理提供了基础资料.