稻瘟病菌COS1基因对分生孢子发生的调控及其相关的菌丝体侵染机理研究

Over recent decades, many pathogenicity genes of Magnaporthe oryzae have been identified, but only a very limited number of genes have been identified that encode components of the conidiogenesis pathway. Conidia are source of infection for rice blast. Our previous work has identified a Conidiophore stalk-less1 or COS1 gene which regulates the develop conidiophore. COS1 encodes a zinc-finger protein. It regulates at least two genes, RGS1 and MGG_02246.6, transcriptionaly. RGS1 is a negative regulator of conidiogenesis, while the function of MGG_02246.6 is unclear. Mutation of COS1 enhances mecelial infection of M. oryzae. In this proposed project, the function of MGG_02246.6 gene will be studied. Single and double mutants of COS1, RGS1 or MGG_02246.6 will be generated to study how COS1 regulates these genes genetically. Furthermore, regulation of other RGS genes by COS1 will be studied. Cos1p will be approved as a transcription regulator biochemically. The mechanism of mycelial infection of COS1 will be investigated.

稻瘟病菌的无性孢子（分生孢子）是稻瘟病爆发的重要传染源。分生孢子发生受若干个遗传位点控制，但其调控路径目前尚未得到阐明。本组在前期研究中克隆了一个控制分生孢子梗分化的锌指蛋白基因COS1，并发现Cos1p在转录水平上至少调控两个基因：RGS1和MGG_02246.6，其中RGS1基因编码一个分生孢子发生的负调控因子，而MGG_02246.6基因功能未知。此外还发现COS1的突变可引起菌丝体的侵染性提高，但机理不明。本项目拟深入研究受Cos1p调控的MGG_02246.6的遗传功能，通过单突变、双突变方法分析COS1与这两个基因的遗传上下位关系，同时研究COS1对其它RGS基因的调控作用；从生化水平上证明Cos1p是一个转录调控因子；探讨与COS1相关的菌丝侵染性提高的可能机制。通过以上研究，试图建立COS1参与的分生孢子发生的调控路径模型、鉴定分生孢子发生的调控单元及可能的调控机理。

我们的前期研究中克隆了一个控制稻瘟病菌分生孢子梗分化的锌指蛋白基因COS1，并发现Cos1p 在转录水平上至少调控两个基因：RGS1 和MGG_02246.6，其中RGS1 基因编码一个分生孢子发生的负调控因子，而MGG_02246.6 基因功能未知。本项目首先通过RNA-Seq的方法对野生型菌株Y34和COS1突变体菌株进行转录谱分析，得到了一系列受COS1影响的基因，其中包括88个上调的基因和354个下调的基因。由于COS1编码一个C2H2型的转录因子，利用RSAT 工具对下调基因启动子序列中A4GA3的分布情况进行了分析，大部分的基因启动子上游都含有A4GA3序列。进一步的EMSA试验表明，Cos1p能够结合在其调控基因上游的AAAAGAAA (A4GA3) 位点。本项目进一步研究了受Cos1p 调控的MGG_02246.6和RGS1 的遗传功能，通过单突变、双突变方法分析COS1 与这两个基因的遗传上下位关系，同时研究COS1 对其它RGS 基因的调控作用，我们试图建立COS1 参与的稻瘟病菌分生孢子发生的调控分生孢子发生的调控单元及可能的调控机理。