农业生物技术学报

作者：王培又, 张雅芬, 葛倩雯, 夏文强, 崔海峰, 俞晓平, 叶子弘

单位：中国计量大学 生命科学学院/浙江省生物计量与检验检疫技术重点实验室,杭州 310018

关键词：菰黑粉菌,UePkaC,融合,a基因,cAMP-PKA信号通路,

基金：浙江省自然科学基金(LY19C140001);国家自然科学基金(31770828)

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1 346 bp,有1个内含子,两个外显子构成大小为1 233 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。

来源：2020年第8期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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