农业生物技术学报

作者：戚晓清, 周雅萍, 柳菁溪, 郑宇捷, 尚袁媛, 汤近天, 夏文强, 张雅芬, 叶子弘, 崔海峰

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,UePkc1,菌丝生长,菰,茎部膨大发育,

基金：浙江省重点研发计划项目(2021C02058; 2020C02053); 国家自然科学基金(U20A2043); 浙江省基础公益研究计划项目(LGN21C150012); 浙江省“万人计划”科技创新领军人才项目(2019R52018)

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染菰(Zizania latifolia)植株后能够诱导其茎部膨大发育形成可食用肉质茎,菰黑粉菌菌丝生长及其对环境因子的响应对菰植株茎部膨大发育具有重要调控作用。蛋白激酶C1 (protein kinase C1, Pkc1)是真菌调控细胞极性生长和应答刺激反馈的重要调节因子。本研究克隆获得菰黑粉菌UePkc1基因(GenBank No. OQ572333),cDNA全长3 573 bp,可编码1 190个氨基酸,具有PKC蛋白的STKc_PKC保守结构域;分别采用3种细胞壁干扰剂(刚果红, 荧光增白剂和十二烷基硫酸钠)及2个温度(15 ℃及35 ℃)处理体外培养的菰黑粉菌,显微观察发现,细胞壁干扰剂及高温处理均导致菰黑粉菌担孢子细胞肿胀缩短,而低温处理的菰黑粉菌担孢子细胞较为细长;细胞壁干扰剂处理后菰黑粉菌融合菌丝长度缩短,而2个温度处理组均未见融合菌丝生成。qPCR分析表明,细胞壁干扰剂处理48 h菰黑粉菌中UePkc1表达显著升高(P<0.05),低温处理72 h 菰黑粉菌UePkc1表达显著升高(P<0.05),而高温处理后菰黑粉菌UePkc1表达显著下调(P<0.05)。上述结果初步表明UePkc1基因参与菰黑粉菌细胞壁完整性维持并响应环境温度的调节作用。此外,不同膨大表型植株茎部的菰黑粉菌UePkc1表达存在显著差异,UePkc1在灰茭膨大发育为10 cm时表达量最高,而在正常茭白膨大发育初期时UePkc1表达最高,结合正常茭白与灰茭植株2种膨大表型茎部发育期间菰黑粉菌的生长分布变化,初步阐明菰植株茎部的菰黑粉菌菌丝生长受UePkc1表达调控,其表达可能与植株茎部膨大相关的菌丝量增长呈正相关。本研究为深入研究菰黑粉菌侵染诱导菰植株茎部膨大发育的互作机制提供技术参考及理论依据。

来源：2024年第4期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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