稻瘟菌天冬氨酸半缩脱氢酶基因（moasadh）的生物功能鉴定

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1、稻瘟菌天冬氨酸半缩脱氢酶基因（MoASADH）的生物功能鉴定Biologicalfunctionanalysisoftheaspartatesemialdehydedehydrogenasegene(ASADH)inMagnaportheoryzae作者姓名：刘明宇专业名称：植物病理学指导教师：张世宏教授学位类别：农学硕士答辩日期：2015年6月4日中文摘要稻瘟菌天冬氨酸半缩脱氢酶基因（MoASADH）的生物功能鉴定由稻瘟病菌（Magnaportheoryzae）引起的稻瘟病是水稻生产上的最具毁灭性病害之一，严重制约着世界水稻的生产

2、。但由于稻瘟病发生是“稻瘟菌-水稻”互作的结果，而互作过程又极其复杂，单纯从寄主抗性方面研究不能全面掌握抗病机制，为此，深入了解稻瘟菌生长发育及其在致病过程的分子遗传机制具有重要的科学价值和实践意义。本研究实验材料是从本实验室已构建的稻瘟菌T-DNA插入突变体库中筛选得到的，是一株对过氧化氢敏感的致病缺陷菌株ATMT13。通过TAIL-PCR的方法获取了插入位点的旁侧序列，并采用基因敲除和互补的方法对ASADH在稻瘟菌生长、发育及致病过程中的作用进行了研究，结果如下:1.ATMT13突变体T-DNA插入位点基因鉴定通过TAIL-PC

3、R的方法获得了T-DNA插入位点右侧约900bp基因组DNA片段序列，序列测序后比对分析表明，外源T-DNA插入到稻瘟病菌MGG_03051.6编码区下游775bp处，基因编码产物是天冬氨酸半缩脱氢酶（ASADH），该基因位于稻瘟菌第Ⅶ号染色体上，基因全长1503bp，含有2个外显子，2个内含子，编码363个氨基酸。2.基因敲除突变体△MoASADH表型分析基因敲除突变体△MoASADH与野生型Y34相比：1）突变体△MoASADH菌落颜色呈浅黄褐色，野生型为黑褐色，比野生型颜色明显变浅，表明MoASADH影响稻瘟菌黑色素的合成。2

4、）不同培养基中外源添加MoASADH代谢合成产物赖氨酸Lys、苏氨酸Thr、甲硫氨酸Met、异亮氨酸Ile后菌丝颜色不同程度的加深，与野生型接近。表明MoASADH基因功能恢复后黑色素的合成也逐渐恢复。3）与野生型Y34相比，突变体△MoASADH产孢量显著下降，仅为野生型的1/4，分生孢子的萌发率未达到野生型的1/2，表明MoASADH可能与分生孢子的形成和分化有关。4）在疏水界面上,附着胞的形成和分化滞后，有30.83%的附着孢黑色素含量降低，不产生侵染钉，在洋葱表皮细胞内侵染菌丝扩展受限。5）与野生型相比，突变体△MoASAD

5、H菌落生长速度变慢，且菌丝末端卷曲，这可能I也与菌丝侵染受阻，导致致病力减弱相关。6）在逆境因子（H2O2、刚果红、SDS、山梨醇、NaCl）作用下，突变体△MoASADH仅对H2O2高度敏感，对其余逆境胁迫不敏感。7）水稻离体接种实验显示突变体△MoASADH致病力减弱。3.基因互补突变体表型分析互补转化子在菌落颜色、生长速度、产孢量、附着胞形态、致病性等生物学性状上与野生型Y34接近。互补突变体表型恢复，进一步证明该基因对这些性状的调控功能。上述结果表明，MoASADH在稻瘟病菌的营养生长、黑色素合成代谢、分生孢子的发育、附着胞

6、的形成、分化及致病过程中具有重要的作用。关键词：稻瘟病菌，天冬氨酸半缩脱氢酶，黑色素，致病性IIABSTRACTBiologicalfunctionanalysisoftheaspartatesemialdehydedehydrogenasegene(ASADH)inMagnaportheoryzaeRiceblast,causedbyMagnaportheoryzae,isoneofthemostdevastatingricediseasesthatseriouslyrestrictsriceproductionalloverth

7、eworld.Riceblastoccurredby"riceblastfungus-riceinteractionwhichprocessisextremelycomplex.Wecan'tfullygraspthedisease-resistantmechanismfromthesingleaspectofhostresistance.Soitisimportantlyscientificvalueandpracticalsignificancetounderstandmolecularmechanismsofthegrowth

8、developmentandpathogenicprocessinM.oryzae.TheresearchmaterialobtainedfromourlaboratoryhadbuiltT-DNAinsertionalmutantl