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甘蔗梢腐病是由镰刀菌复合种引起的,其症状主要为叶片萎蔫,蔗茎弯曲变形,节间变短,严重时出现顶部腐烂,甚至死亡的症状,而水稻恶苗病出现疯狂生长则是由镰刀菌产生的赤霉素引起的,为了探究甘蔗梢腐病的症状与病原菌赤霉素代谢的关系,本实验利用通过超高效液相色谱质谱法(UHPLC-MS/MS)对所分离的两个病原菌生理小种的代表菌株CNO-1和YN41进行赤霉素的检测,同时结合基因组,转录组数据对梢腐病病原菌赤霉素的代谢进行研究,为进一步研究镰刀菌赤霉素的代谢与梢腐病症状的关系打下理论基础。 (1)通过UHPLC-MS/MS对F verticillioides、F proliferatum的代表菌株CNO-1和YN41培养液中的提取产物进行检测,检测表明CNO-1具有产生三种赤霉素(GA3、GA4、GA7)的能力,浓度分别为0.15、5.11、0.78ug/ml,而YN41没有产生赤霉素的能力。 (2)对CNO-1和YN41的赤霉素合成基因簇序列进行比对发现,CNO-1中有全部的赤霉素合成基因簇,且存在于第五条染色体上,七个基因紧密相连,以一个基因簇的形式存在(长度大约36kb),而YN41也以一个基因簇的形式存在于第五条染色体上,但是缺少了编码P450-4单加氧酶的P450-4基因。利用PCR扩增并测序比对的结果也与基因组数据一致。 (3)不同培养基下赤霉素的检测表明,发酵培养基中三种赤霉素(GA3、GA4、GA7)的含量为1.97、5.12、1.34ug/ml,远远高于察氏培养基中的0.03、0.31、0.29ug/ml,在两种培养基下,CNO-1产生GA4的含量均高于产生GA4、GA7的含量,尤其是在发酵培养基上,而YN41在两个培养基上都不产生任何赤霉素。 (4)在对发酵培养基和察氏培养基的转录组中差异基因表达分析时表明,CNO-1中赤霉素合成代谢中的七个关键基因在察氏培养基中均有明显的下调,与赤霉素的检测结果相符合,qRT-PCR结果也验证了转录组数据的准确性,而两个培养基下YN41中赤霉素合成基因簇中的六个基因均不表达或微量表达,因此不能产生赤霉素。