基于转录组分析玉米弯孢霉叶斑病菌Clf敲除突变体差异表达基因
【摘要】：玉米是重要的粮食作物之一,由新月弯孢[Curvularia lunata(Wakker)Boed]引起的玉米弯孢霉叶斑病对我国玉米生产造成严重损失。因此深入研究该病菌的致病机理,将为病害的防治提供理论依据。Clf属于MAPKKK蛋白激酶的一员,位于MAPK途径的上游,与丝裂原活化蛋白激酶(MEK)和丝裂素活化蛋白激酶(MAPK)组成三级酶联反应系统,调控胞外信号向细胞内传递,参与弯孢霉叶斑病菌的菌丝生长和产孢,可降低其致病性。通过转录组测序分析△Clf突变体和野生型菌株,结果分别产生23 944 383条和23 995 571条clean reads,拼接后△Clf突变体和野生型菌株中分别获到10 640个和10 639个基因。通过比较分析Clf基因敲除后共有324个基因差异表达,包括155个基因上调、169个基因下调。其中有41个已知功能的基因差异表达(21个上调和20个下调),其中糖基水解酶家族20,糖基水解酶家族76,细胞色素P450蛋白,Clg2p,Can a 1 allergen-like,碳水化合物酯酶家族等显著下调。糖基水解酶属于细胞壁降解酶系的一种参与病原菌的致病性,Clg2p可与Clf互作调控病原菌致病性,细胞色素P450蛋白参与细胞内的解毒,Can a 1 allergen-like是富含半胱氨酸的蛋白在病原菌寄生过程中有着重要作用。碳水化合物酯酶也属于细胞壁降解酶系的一种参与病原菌的侵染过程,这些基因广泛参与病原菌的致病性和调控产孢能力。Asp f 13-like protein调控细胞凋亡,在Clf基因敲除突变体中显著上调。转录组测序结果显示,Clf基因影响弯孢霉叶斑病菌的信号传递、催化活性、细胞凋亡、物质合成、代谢通路等多个生物学过程,暗示Clf基因有复杂的信号调控机制。
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