稻瘟病菌MoDAM1调控分生孢子发育及致病的机理研究

Dam1复合体是染色体动粒外层蛋白，在生物体中参与细胞有丝分裂纺锤体微管与染色体的双极定向连接。我们发现，在引起水稻稻瘟病的稻瘟病菌中，Dam1复合体亚基MoDAM1是该菌分生孢子发育所必须，缺失MoDAM1基因导致病菌营养生长减缓、分生孢子形态异常，但其参与分生孢子形态建成及致病的分子机制以及与复合体中其它亚基的作用方式尚不清楚。本项目的目的，就是在已有的工作基础上，首先通过基因缺失和干扰确定MoDAM1对病原菌生长发育、亚细胞结构以及对外界环境压力应激反应的影响及致病性的调控；然后，（1）通过融合表达蛋白及RT-PCR技术确定MoDAM1基因的表达时序、细胞定位以及该基因对稻瘟病菌分生孢子形态建成及致病性的调控作用；（2）通过酵母双杂交实验确定Dam1复合体亚基MoDAM1与MoDUO1的相互作用方式；以阐明MoDAM1调控稻瘟病菌分生孢子形态建成及致病的机理。

由丝状子囊真菌稻瘟病菌[Magnaporthe oryzae(Hebert)Barr]侵染水稻引起的稻瘟病是水稻上的一种毁灭性病害，也是研究寄主与病原菌相互作用的模式菌。Dam1是Dam1复合体的主要成分，在芽殖酵母和裂殖酵母中发现其参与有丝分裂染色体的分离，该亚基在真菌中高度保守，但其在丝状真菌中的作用仍是未知数，在稻瘟病菌基因组中发现一个与Dam1同源基因，我们把它命名为MoDAM1。该基因缺失突变体出现营养生长减缓、分生孢子形态异常、细胞核数量减少、细胞核的分离异常以及侵染性菌丝扩展延迟等严重缺陷；在生理方面，与野生型菌株相比，基因缺失突变株对温度、噻菌灵、苯菌灵等杀菌剂较敏感，也抗不同浓度的氯化钾、D-山梨醇；透射电镜结果显示，突变株的营养菌丝和分生孢子中液泡数量增多且均为小型液泡，分生孢子缺少了萌发所必需的糖原类物质；致病性测定发现缺失该基因对大麦及水稻致病性明显减弱。MoDAM1基因的亚细胞定位及时序表达分析显示，MoDAM1基因编码蛋白定位于细胞质中，在菌丝体和附着胞中表达量相当，但在分生孢子和萌发分生孢子中表达量显著减少，并对多个致病及产孢相关基因在不同发育阶段转录水平的进行调控，其中正向调控基因5个，反向调控基因1个。酵母双杂交结果显示MoDAM1基因与同一复合体亚基MoDUO1之间并无直接相互作用。实验结果表明稻瘟病菌MoDAM1基因对真菌营养生长，分生孢子发育及致病性有重要作用，是稻瘟病菌中一个新的致病性相关基因，这是首次在病原真菌中报道Dam1复合体亚基Dam1与致病性的关系，实验结果为Dam1复合体在稻瘟病菌与水稻互作中作用提供了新的线索。