尖镰孢5-氧脯氨酸酶基因的鉴定及功能分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 娄慧

作者： 娄慧;朱金成;韩泽刚;张薇

作者机构：

关键词： 棉花;尖镰孢;枯萎病;5-氧脯氨酸酶;寄主诱导的基因沉默

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2024 年 010 期

页码： 1915-1929

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】5-氧脯氨酸酶（5-oxoprolinase,OXP）是γ-谷氨酰循环中6种核心酶之一。鉴定尖镰孢（Fusarium oxysporum）5-氧脯氨酸酶基因，明确其与尖镰孢致病力的关系，为解析尖镰孢致病分子机制以及棉花枯萎病防治提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法从尖镰孢基因组中鉴定FoOXP，分析其基因结构、编码蛋白的结构域、染色体定位及进化关系。通过基因敲除突变株和回补菌株分析FoOXP2突变后尖镰孢的表型，并检测突变株和野生型菌株对棉花幼苗的致病力差异。利用寄主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）技术调查转化棉花的病级率及病情指数。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检测棉花中真菌生物量和转化FoOXP2干扰片段的棉花茎中FoOXP2的表达量。【结果】在尖镰孢基因组中共鉴定出两个FoOXP（FoOXP1和FoOXP2），其编码序列长度分别为4 080和3 921 bp，分别编码1 359和1 306个氨基酸，蛋白质分子量分别为14.90和14.07 kDa，理论等电点分别为5.73和5.30。FoOXP1蛋白定位于线粒体，FoOXP2蛋白定位于细胞骨架。FoOXP1位于染色体JH657921,FoOXP2位于染色体JH657938，未形成基因簇，其序列相似性为52.00%。系统发育分析发现，FoOXP1和FoOXP2分属于两个亚群。与野生型菌株相比，FoOXP2敲除突变株产孢量和孢子萌发率显著降低，穿透能力丧失，对刚果红和山梨醇的耐受力有所增强，但对细胞壁胁迫（SDS和CFW）、氧化胁迫（H2O2）和渗透胁迫（NaCl和KCl）更敏感。同时，对棉花的致病力显著下降。HIGS结果表明，接菌14和21 d后，FoOXP2基因沉默后的棉花植株发病明显减轻，其病情指数（17.3和40.2）显著低于对照（28.2和77.1）,FoOXP2表达量和真菌生物量显著低于对照。【结论】FoOXP2正向调控尖镰孢的致病力，推测其在宿主-病原体互作过程中发挥重要作用。

分类号： S435.621.2

  • 相关文献

[1]绿豆尖镰孢枯萎病抗性鉴定方法. 朱琳,孙素丽,孙菲菲,段灿星,朱振东. 2017

[2]42份棉花品种(系)对棉花枯萎病的抗性评价. 韦茂兔,俞琦英,朱开元,金关荣,王炜勇,冯清拾. 2004

[3]棉花麦后移栽与麦棉套种综合效益比较. 马奇祥,王振宇,崔小伟,郝俊杰,杜学云. 2010

[4]棉花枯、黄萎病的诊断与防治. 杨秀荣,刘水芳,孙淑琴. 2010

[5]利用目的基因转化技术培育棉花抗病新品种. 祝建波,崔百明,朱新霞,王爱英,陈正华,刘桂珍,李国英,简桂良,吴刚. 2002

[6]2015-2019年国家黄河流域棉花品种区域试验参试品种(系)枯黄萎病抗性评述. 赵丽红,赵丽红,冯自力,魏锋,冯鸿杰,师勇强,张亚林,朱荷琴. 2020

[7]“入田”拌种对棉花枯黄萎病的防治效果. 张德政,张德政,朱荷琴,冯自力,师勇强,冯鸿杰,赵丽红,魏锋,彭军. 2020

[8]棉花幼苗根系分泌物与枯萎病关系的研究. 陈其煐,石磊岩. 1991

[9]新疆棉花枯萎病菌营养体亲和群及互补指数的研究. 王新华,喻宁莉,孙文姬,丁之铨. 2000

[10]新疆棉花枯、黄萎病的发生现状及其快速分离技术. 张国丽,张国丽,谢宗铭,冯自力,李全胜,朱荷琴,吕宁,孙国清. 2020

[11]棉花高抗枯萎病抗源种质57-681的抗性特异性研究及应用. 谭永久,叶鹏盛,曾华兰,何炼,韦树谷. 2007

[12]氟节胺与杀菌剂复配防治棉花枯萎病的增效药剂筛选. 郑德有,左东云,王巧莲,吕丽敏,程海亮,顾爱星,宋国立. 2024

[13]棉萎克防治棉花枯黄萎病试验示范初报. 焦光婧,金以龙,段兰玲,黄露,余学科,李根源,张西岭,薛中立. 2016

[14]枯萎病对不同抗性棉花光谱特性的影响. 简桂良,邹亚飞,程登发. 2007

[15]棉花枯萎病抗性的QTL定位. 陈勋基,葛峰,王冬梅,师维军,徐利明,吴为人,黄全生. 2008

[16]棉花抗枯、黄萎病育种技术研究. 叶鹏盛,李琼芳,曾华兰,韦树谷,何炼. 2006

[17]棉花种质抗枯、黄萎病鉴定. 史大刚,宋天凤,司顺启,田逢秀. 1991

[18]2001-2013年河南省棉花品种区域试验参试品种(系)抗枯、黄萎病性评述. 师勇强,李志芳,赵丽红,冯鸿杰,朱荷琴. 2014

[19]不同抗枯萎类型棉花品种超氧物歧化酶和过氧化物酶活性研究. 李妙,王校栓,李延增,徐显,尹志敏,耿军义,李俊明,崔四平,裴宝琦. 1993

[20]黄枯萎病对棉花种子品质的影响. 吴也文,孙善康,项时康,陈建华. 1990

作者其他论文 更多>>

微信小程序