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玉米大斑病菌聚酮体合成酶基因StPKS功能分析VIP免费

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中国农业科学2011,44(8):1603-1609ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.008收稿日期:2010-10-08;接受日期:2010-12-20基金项目:国家自然科学基金项目(30771390)联系方式:张鑫,Tel:0312-7528143;E-mail:xin.641685388@163.com。曹志艳为同等贡献作者,Tel:0312-7528142;E-mail:caoyan208@126.com。通信作者董金皋,Tel:0312-7528266;E-mail:dongjingao@126.com玉米大斑病菌聚酮体合成酶基因StPKS功能分析张鑫,曹志艳,刘士伟,郭丽媛,董金皋(河北农业大学生命科学学院植物分子病理学实验室河北保定071001)摘要:【目的】利用RNA干扰技术探讨玉米大斑病菌聚酮体合成酶基因StPKS的功能。【方法】将玉米大斑病菌StPKS基因片段连接到pSilent-1载体中,构建StPKS的RNA干扰载体pSilent-StPKS1-2。利用聚乙二醇(PEG)介导的方法将之转入玉米大斑病菌野生型菌株01-23的原生质体中,通过潮霉素筛选得到转化子,采用半定量RT-PCR方法分析转化子中StPKS的表达情况,显微观察转化子与野生型菌丝形态的差异。【结果】本研究构建了StPKSRNA干扰载体并进行了成功转化,经潮霉素抗性筛选和PCR验证最终获得了9个阳性转化子,其中5个转化子菌落颜色变浅。对转化子进行半定量PCR分析发现,5株转化子的StPKS表达量均有所下降;黑色素产量显著降低;菌丝呈不规则状,发生了膨大、变形、分枝等现象。【结论】StPKS在DHN黑色素合成途径中起作用,其表达量下降会减少黑色素的产生。关键词:玉米大斑病菌;聚酮体合成酶基因;DHN黑色素;RNA干扰FunctionalAnalysisofPolyketideSynthaseGeneStPKSinSetosphaeriaturcicaZHANGXin,CAOZhi-yan,LIUShi-wei,GUOLi-yuan,DONGJin-gao(MolecularPlantPathologyLaboratory,CollegeofLifeScience,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001,Hebei)Abstract:【Objective】TheobjectiveofthisstudyistodiscussthefunctionofpolyketidesynthasegeneStPKSinSetosphaeriaturcicabyRNAinterferencetechnology.【Method】Thesilentvector,pSilent-StPKS1-2,wasconstructedbyinsertingStPKSfragmentsintoplasmidpSilent-1andtrandformedintoS.turcica01-23protoplastsbyPEG.TransformantswereselectedusinghygromycinandtheexpressionlevelsofStPKSwasanalysisedbysemiquantitativeRT-PCR.Thehypaemorphologyoftransformantsandwidetypewasobservedbymicroscope.【Result】TheRNAivectorwasconstructedandeffectivelytransformed.NinepositivetransformantswerescreenedbyhygromycinandPCR.Fiveofninetransformantsweremelanin-deficient.ResultofsemiquantitativeRT-PCRshowedthatStPKSmRNAwasweaklyexpressedinwhite-colorphenotypes.Melaninproductionwassignificantlydeclined.Thetransformantshypaemorphologywasanomalistic,includingintumescent,anamorphicandramose.【Conclusion】StPKSinvolvedintheDHN-melaninbiosynthesisandmelaninproductionwasreaducedwhenStPKSweaklyexpressed.Keywords:Setosphaeriaturcica;polyketidesynthasegene;DHN-melanin;RNAi0引言【研究意义】玉米大斑病分布广泛,20世纪70年代和80年代前期曾在中国严重发生,后通过抗病育种得到了有效控制。但90年代后期,此病的发生程度又逐年加重,2003—2006年东北地区玉米大斑病连年大发生;2006年以来,西南地区及华北北部也严重发生,一些品种的病情级达到7级和9级,导致局部玉米减产,玉米大斑病又一次成为生产中不可忽视的问题[1-2]。玉米大斑病菌(Setosphaeriaturcica)是引起1604中国农业科学44卷玉米大斑病的丝状病原真菌,该病菌在侵染寄主的过程中能够产生致病毒素(HT-毒素)和DHN黑色素,其中毒素活性的降低和DHN黑色素缺失均会导致病菌致病力下降[3-4]。真菌聚酮体合成酶基因(Polyketidesynthasegene,PKS)的编码产物能催化合成一类具有广泛生物学活性的次级代谢产物,如色素、毒素等,这些代谢产物与微生物抗逆、分生孢子产生、成熟附着胞的形成、分生孢子存活、病菌毒力、致病力等密切相关[5-7],因此,明确玉米大斑病菌StPK...

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