蛋白激酶FgBud32参与禾谷镰刀菌的生长发育、致病和胁迫应答

作者:刘倩倩; 胡登辉; 祝金栋; 王光辉
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由镰刀菌山谷引起的小麦赤霉病是一种毁灭性的小麦真菌病害,在全世界范围内造成小麦产量和品质的巨大损失。实验室在镰刀菌禾谷中共的早期阶段确定了116个蛋白激酶,其中FgBUD32基因的缺乏将导致有性生殖的营养生长严重缺陷,但其在镰刀菌禾谷的详细功能尚未报告。在这项研究中,通过系统比较Fgbud32突变体和野生型PH-1以及互补菌株之间的表型差异,分析了镰刀菌禾谷中FgBud32的生物学功能。结果表明,Fgbud32突变体存在多表型缺陷。与野生型菌株和补充菌株相比,其生长速度急剧下降,菌丝弯曲和分支减少。分生孢子的产量显著下降,其形态变短,隔膜减少,发芽率降低,发芽率延迟。子囊壳或子囊壳前体不能在有性生殖过程中生产。对小麦穗和胚芽鞘的致病性和DON毒素的合成能力显著降低。进一步的压力测试表明,FgBUD32基因的缺失导致禾谷镰刀菌对氧化胁迫(H2O2)和DNA损伤(羟基脲和甲基磺酸甲酯)的敏感性增加。此外,我们还发现FgBud32位于细胞核和细胞质中,在一定时期或一定条件下会从细胞质聚集到细胞核。总之,fgbud32基因参与了许多生命活动,如营养生长、极性生长、无性/有性生殖、DON毒素合成、致病性以及对氧化应激和DNA损伤应激的反应,但其具体机制有待进一步研究。