甘露糖基转移酶基因MaMnt1在金龟子绿僵菌侵染致病过程中的表达特征及功能研究

基本信息
批准号:30900964
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:金凯
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2009
结题年份:2012
起止时间:2010-01-01 - 2012-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:彭国雄,贺闽,曾德玉,罗义辉,王军娥,冷亚君
关键词:
甘露糖基转移酶金龟子绿僵菌表达特征毒力
结项摘要

昆虫病原真菌是重要的生防资源,阐明其侵染致病的分子机制对于充分挖掘其生防潜力具有重要意义。在前期工作中,从感病蝗虫体内的金龟子绿僵菌的cDNA文库中,发现了一个编码甘露糖基转移酶基因MaMnt1。甘露糖蛋白是细胞壁的重要成分,其糖链分布在细胞最外层,保护细胞壁,是昆虫免疫识别病原真菌中的抗原物。甘露糖基转移酶是参与蛋白糖基化修饰过程的重要酶类。在人类病原真菌中,该基因通过影响细胞壁的结构和组成,进而影响毒力。在昆虫病原真菌中,对蛋白的糖基化修饰还缺乏研究,MaMnt1的功能尚不清楚。本项目将利用报告基因gfp,结合冷冻切片等技术,分析MaMnt1在金龟子绿僵菌侵染致病过程中的表达特征;采用RNAi和超量表达等技术,研究MaMnt1与金龟子绿僵菌毒力的关系。本项目研究将阐明MaMnt1在真菌侵染致病过程中的作用,有助于理解昆虫病原真菌侵染致病的分子机理,可望为菌株改良提供目的基因和理论依据。

项目摘要

昆虫病原真菌是重要生防微生物,其细胞壁主要由多糖和蛋白组成,糖基化修饰对细胞壁合成至关重要。本研究以绿僵菌为材料,克隆了一个甘露糖基转移酶基因MaMnt1及其上游启动子序列。利用MaMnt1启动子控制egfp的绿僵菌转化子进行MaMnt1的表达特征研究,发现MaMnt1在菌丝生长和侵染寄主过程中表达水平较高。进一步分析绿僵菌基因组,发现了另两个甘露糖基转移酶基因MaMnt2和MaMnt3。分别敲除MaMnt1、MaMnt2和MaMnt3进行逆境敏感性分析表明,MaMnt1缺失后绿僵菌的抗氧化能力下降明显,菌体的细胞壁完整性和抗高渗能力无变化;MaMnt2和MaMnt3的单缺失对菌体细胞壁完整性、抗高渗和抗氧化能力均无显著影响。毒力分析表明MaMnt1、MaMnt2和MaMnt3单敲除后对绿僵菌毒力无显著影响。为了明确MaMnt1、MaMnt2和MaMnt3三个基因之间的功能是否存在互补机制,通过软件分析从这3个基因的cDNA序列中分别选取一段干扰效率高且序列特异性好的序列进行串联,构建MaMnt1/2/3的共干扰载体,并转化绿僵菌,筛选得到MaMnt1/2/3的共干扰转化子。逆境敏感性分析发现,共干扰MaMnt1/2/3三个基因后菌体细胞壁完整性和抗氧化能力均显著降低,表明MaMnt1、MaMnt2和MaMnt3在维持绿僵菌细胞壁的完整性上存在功能上的互补。毒力分析发现,共干扰MaMnt1/2/3三个基因后绿僵菌毒力显著下降,表明MaMnt1、MaMnt2和MaMnt3在维持绿僵菌的正常侵染致病上也存在功能上的互补。真菌细胞壁中的多糖主要由葡聚糖、甘露糖和几丁质构成。葡聚糖合成酶为真菌细胞壁骨架成分——葡聚糖合成的关键酶。为进一步阐明细胞壁多糖的作用,本研究还克隆了绿僵菌的β-1,3-葡聚糖合成酶基因MaFKS并研究了其功能。与野生型菌株相比,MaFKS干扰转化子的细胞壁完整性和抗高渗能力显著下降,逆境条件下的产孢量显著降低。测定菌丝壁β-1,3-葡聚糖的含量,发现减少MaFKS的表达降低了绿僵菌菌丝壁β-1,3-葡聚糖的含量。本项目中有关MaFKS的研究内容已在SCI核心期刊上公开发表论文1篇,有关MNTs研究内容的英文初稿已撰写,预计能够在SCI核心期刊上公开发表。另外,在本项目的资助下已申请专利2项,其中1项已获权。所以,本项目达到了预期的研究目标。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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