rom2基因在板栗疫病菌致病性和细胞壁形态建成中的作用研究

细胞壁完整性途径在真菌致病机理和抗真菌药物开发中有着重要意义。申请人在前期研究中发现板栗疫病菌中存在一个基因与面包酵母细胞壁完整性途径中Rho1GEF rom2高度同源，暂时命名为cprom2。缺失cprom2导致板栗疫病菌的致病性显著下降，生长缓慢，菌丝呈球状膨胀，不能产生分生孢子。定量PCR结果表明在△cprom2中MAPK以及Ras-cAMP信号传递途径的一些基因表达量都发生了改变。芯片杂交和定量PCR结果显示，cprom2基因在低毒病毒侵染后表达上调。为了深入研究cprom2基因的作用机制，本课题拟通过比较cprom2基因缺失和过量表达突变体对致病性、菌丝发育及细胞壁形态建成的应激响应，及对宿主真菌的转录和蛋白组的影响，找出cprom2的调控元，以阐明cprom2在板栗疫病菌菌丝体发育和细胞壁形态建成中的作用机理以及影响板栗疫病菌致病力的机制。

板栗疫病菌是引起板栗疫病的病原真菌。细胞壁完整性途径在真菌致病机理和抗真菌药物开发中有着重要意义。cprom2是本研究鉴定的板栗疫病菌的一个基因，编码GDP/GTP转换蛋白。缺失cprom2基因后，突变体菌丝生长畸形，菌丝呈球状膨胀，菌体生长受抑制，致病力明显下降，但不影响病毒的复制。升高温度，可以使△cprom2-CNH菌丝异常的表型得到部分的恢复。双向电泳分析受到cprom2调控的蛋白表达谱。相对于出发菌株，cprom2突变体共有113个点发生变化，其中51个下调，62个表达上调。变化的蛋白参与了氧化磷酸化、核酸代谢和脂肪酸代谢等途径。应用深度测序对出发菌株△ku80和突变株△cprom2-CNH的转录组进行测序，获得△ku80 的42, 231, 578条和△cprom2 的 37, 230, 802条双端reads。将测序所得reads与板栗疫病菌基因组进行比对，获得的12215个预测，共有5695个基因受到cprom2调控发生了变化，其中有2778个基因表达上调2倍以上，有2917个基因表达下调2倍以上。变化的基因涉及了参与蛋白质、核酸、碳代谢和信号传导途径等重要的途径的基因。受到cprom2调控的基因还包括与致病性和产孢相关的基因。在△cprom2-CNH中，MAPK信号传递途径中的基因rho1、pck1和slt2等表现为表达下调，但疏水蛋白基因crp则为上调，表明cprom2可能正向调控MAPK信号传导途径，负向调控crp。显微观察△cprom2-CNH的细胞壁形态异常，几丁质异常分布；在△cprom2-CNH中过表达Rho1，可使△cprom2-CNH菌丝异常的表型得到部分的恢复，说明cprom2可能调控了rho1调控的板栗疫病菌细胞壁完整性途径。