农业生物技术学报

作者：陈悦, 李海笑, 刘峥, 刘宁, 孙蔓莉, 曹志艳, 董金皋

单位：1 河北农业大学 生命科学学院,保定 071000; 2 河北省植物生理与分子病理学重点实验室/华北作物改良与调控国家重点实验室,保定 071000; 3 河北农业大学 植物保护学院,保定 071000; 4 保定市教育科学研究所,保定 071066

关键词：拟轮枝镰孢,禾谷镰孢,热激蛋白70 (Hsp70),温度,表达模式,

基金：现代农业产业技术体系(CARS-02); 河北省重点研发计划(20326502D); 河北省“三三三人才工程”人才培养项目(A202102005)

拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)、禾谷镰孢(F. graminearum)是引起玉米(Zea mays)茎腐病和穗腐病等病害的主要致病菌,可造成玉米产量和品质的下降,并影响机械化收获,同时病菌产生的真菌毒素会给人和家畜的健康带来严重威胁。热激蛋白(heat shock proteins, HSP)可以在生物体处于环境压力时大量表达从而防止蛋白质变性来提高生物体对各种逆境的抵抗力,目前Hsp70是最保守且研究较为广泛的一类热激蛋白。为探究拟轮枝镰孢及禾谷镰孢生长是否受温度的调控,本研究把生长期一致的拟轮枝镰孢和禾谷镰孢接种到培养基上,分别放置于20、25 与30 ℃的培养箱中培养,发现拟轮枝镰孢30 ℃时生长迅速,菌丝茂密,而禾谷镰孢20 ℃时生长更好。为进一步明确Hsp70基因家族是否参与调控温度胁迫下拟轮枝镰孢和禾谷镰孢的生长发育,本研究通过全基因组搜索,在拟轮枝镰孢基因组中鉴定获得了9个Hsp70基因,在禾谷镰孢基因组中鉴定得到了6个Hsp70基因,利用qPCR技术检测了生长在20、25和30 ℃条件下的拟轮枝镰孢和禾谷镰孢Hsp70基因家族的相对表达量。结果显示,拟轮枝镰孢Hsp70基因家族中的FvHsp70-2、FvHsp70-4、FvHsp70-5与FvHsp70-6基因在20 ℃的表达量显著升高(P<0.05),尤其基因FvHsp70-2,20 ℃时的表达量约是30 ℃时的4.5倍;而禾谷镰孢中与FvHsp70-6亲缘关系近的FgHsp70-6、与FvHsp70-2亲缘关系近的FgHsp70-2、与FvHsp70-4亲缘关系近的FgHsp70-4及与FvHsp70-5亲缘关系近的FgHsp70-3在30 ℃时表达量显著升高(P<0.05)。以上结果说明,拟轮枝镰孢和禾谷镰孢中均存在响应逆境温度的Hsp70基因,由此建立的Hsp70家族基因在不同温度下的表达模式可为解析Hsp70基因家族响应温度变化调控拟轮枝镰孢及禾谷镰孢生长的分子机制提供理论依据。

来源：2022年第12期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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