论文部分内容阅读
由玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)引起的玉米大斑病是玉米生产上的重要病害之一,常造成严重经济损失。异三聚体G蛋白是一类在真核生物中高度保守的蛋白,从分子结构上看由α、β和γ 3个亚基构成,并且各个亚基由独立的基因编码。研究表明,异三聚体G蛋白介导的信号转导途径是真菌中普遍存在的细胞外信号跨膜转导途径,并对植物病原真菌的生长、发育和致病性有重要的调控作用。本试验进行了玉米大斑病菌Gγ基因功能的初步研究,为深入研究玉米大斑病菌G蛋白在信号转导中的作用奠定了基础,也为其他调控信号转导基因的研究提供了思路和方法。主要结果如下:
本文利用候选基因法以玉米大斑病菌基因组DNA为模板克隆病菌的Gγ基因,获得了376 bp同源片段,并结合Genome walking技术对该片段进行延伸,最终获得及基因及其侧翼序列共1129 bp,其中基因全长457 bp、5′端侧翼序列274 bp和3′端侧翼序列398 bp。以玉米大斑病菌cDNA为模板,扩增得到Stgγ-1基因的全长cDNA序列。通过DNA序列和cDNA序列对比分析后,发现DNA全长457 bp,cDNA为294 bp,DNA序列含有3个大小分别为9、50和104 bp的内含子以及4个大小分别为9、160、60和64 bp的外显子,Stgγ-1基因编码由97个氨基酸组成的多肽,编码产物计算分子量为1.01579 kD,等电点(pI)为12.33。
BLAST分析发现,该片段与小麦颖枯病菌(Phaeosphaeria nodorum)及偃麦草核腔菌(Pyrenophora triticirepentis)G蛋白γ亚基基因的同源性均为82%。系统进化分析表明,该片段与偃麦草核腔菌G蛋白γ亚基基因亲缘关系最近。SignalP预测结果显示,玉米大斑病菌G蛋白γ亚基不含有信号肽序列,TMPRED分析其可能也不含有跨膜区域。利用BLAST软件在线预测玉米大斑病菌G蛋白γ亚基潜在的蛋白功能域,分析表明,玉米大斑病菌G蛋白γ亚基在32~64氨基酸处有1个类G蛋白γ亚基超家族(GGL superfamily)结构,这与利用Blast-Conserved Domains Search分析结果一致。通过SOPMA软件预测结果可知,G蛋白γ亚基由43.3%的α-螺旋,10.31%的β-折叠,1.03%的β-转角和45.36%的随机卷曲组成,并且主要由α螺旋和不规则卷曲构成,而β-转角和β-折叠则散布于整个蛋白质中。Southern bloting杂交分析表明Stgγ-1基因以单拷贝形式存在于玉米大斑病菌基因组中。
为了进一步研究基因功能,构建了玉米大斑病菌Stgγ-1基因的RNAi载体,并在此基础上经过PEG介导法转化玉米大斑病菌原生质体,筛选获得20个转化子。