农业生物技术学报

作者：卞哲, 周启慧, 刘玉卫, 巩校东, 范永山, 韩建民, 谷守芹, 董金皋

单位：1 河北农业大学 生命科学学院/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; 2 唐山师范学院 生命科学系,唐山 063002

关键词：玉米大斑病菌,StSwi4,基因克隆,原核表达,

基金：国家自然科学基金(31671983); 河北省自然科学基金(C2019204211; C2019105055); 中央引导地方科技发展资金(216Z2902G); 河北农业大学中青年骨干教师境外研修计划项目; 现代农业产业技术体系专项(CARS-02)

在植物病原真菌中,CWI-MAPK (cell wall integrity - mitogen-activated protein kinase)级联途径主要参与调控病菌细胞壁完整性、细胞周期以及致病性等,Swi4是该级联途径下游关键转录因子。在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中,转录因子ScSwi4作为一种调控表达元件参与细胞壁的生物合成及细胞周期调控,但其同源基因在丝状病原真菌中的功能鲜见报道。玉米大斑病(northern leaf blight of corn)由大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica)引起,本研究克隆获得玉米大斑病菌StSwi4基因,对其序列及编码蛋白质进行特征分析,发现其DNA全长为2 247 bp,cDNA全长为2 037 bp,含有3个外显子和2个内含子,编码678个氨基酸;StSwi4蛋白包含1个KilA-N保守结构域和2个ANK保守结构域。对该蛋白的系统进化关系分析发现,玉米大斑病菌与梨黑斑链格孢菌(Alternaria gaisen)、烟草赤星病菌(A. alternate)、番茄匐柄霉菌(Stemphylium solani)的进化关系较近。利用IPTG诱导StSwi4-His融合蛋白表达,利用镍柱亲和层析技术获得其纯化蛋白,SDS-PAGE和Western blot结果表明,该融合蛋白可以在大肠杆菌(Escherichia coli)中表达。利用qPCR技术分析StSwi4基因在病菌不同发育时期的表达模式,发现该基因在分生孢子时期的表达水平最高。本研究明确了转录因子基因StSwi4的结构特征及表达模式,为深入揭示其在病菌致病过程中的分子机制提供基础资料。

来源：2022年第6期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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