盾壳霉选择性寄生核盘菌关键基因的鉴定及其功能研究

盾壳霉是油菜菌核病病原核盘菌的寄生真菌，可以专一性的寄生和破坏核盘菌的菌丝和菌核，在菌核病的生物防治中有着极为广阔的应用前景。但盾壳霉对与核盘菌亲缘关系很近灰葡萄孢却无寄生作用，有关盾壳霉选择性寄生核盘菌的分子机制还未有深入研究。本项目拟以此现象为基础，以盾壳霉、核盘菌和灰葡萄孢的互作体系为模型，结合Solexa测序技术及生物信息学分析，获得盾壳霉和核盘菌或灰葡萄孢互作过程中三种真菌的mRNA的表达谱；根据盾壳霉在与核盘菌和灰葡萄孢互作中差异表达的基因，筛选出调控盾壳霉选择性寄生核盘菌的关键基因；根据核盘菌和灰葡萄孢对盾壳霉寄生的不同反应，筛选应答盾壳霉寄生的灰葡萄孢菌和核盘菌的相关基因，并通过超量表达和敲除策略，鉴定所得基因在寄生或应答寄生活动中的作用。研究结果将有助于阐明盾壳霉选择寄主的分子机制，为扩大盾壳霉的寄主范围、改造和利用盾壳霉控制核盘菌及其它重要植物真菌病害提供重要的理论依。

盾壳霉是油菜菌核病病原核盘菌的寄生真菌，可以专一性的寄生和破坏核盘菌的菌丝和菌核，在菌核病的生物防治中有着极为广阔的应用前景。但盾壳霉对与核盘菌亲缘关系很近灰葡萄孢却无寄生作用，有关盾壳霉选择性寄生核盘菌的分子机制还未有深入研究。本项目拟以此现象为基础，以盾壳霉、核盘菌和灰葡萄孢的互作体系为模型，结合Solexa测序技术及生物信息学分析，获得了盾壳霉和核盘菌或灰葡萄孢互作过程中三种真菌的mRNA的表达谱；根据盾壳霉在与核盘菌和灰葡萄孢互作中差异表达的基因，筛选出差异表达的基因，并通过超量表达和敲除策略，鉴定所得基因在寄生或应答寄生活动中的作用。系统研究了盾壳霉编码叶酸还原酶的CMA11172基因、热击因子蛋白基因CmHSF1和过氧化物酶体蛋白基因CmPEX6的功能，及它们在盾壳霉寄生过程中的作用。发现CMA11172基因为选择寄生关键基因，在盾壳霉与寄主的识别过程中起重要的作用，超量表达可以促使盾壳霉寄生灰葡萄孢，CmHSF1和CmPEX6基因为寄生相关基因，在盾壳霉寄生核盘菌菌核过程中起作用，基因敲除使盾壳霉失去寄生能力。研究结果有助于阐明盾壳霉选择寄主的分子机制，为扩大盾壳霉的寄主范围、改造和利用盾壳霉控制核盘菌及其它重要植物真菌病害提供重要的理论依。. 研究中发现盾壳霉可以寄生一株携带真菌病毒的灰葡萄孢菌株，并且在其菌落上形成大量的分生孢子器和分生孢子，其原因是由于感染病毒后灰霉抵抗寄生物能力发生了变化，还是由于二者的识别机制发生了改变？该灰葡萄孢菌株的发现为研究盾壳霉的寄主选择性提供了独特的互作体系，深入研究其中的变化机制及与携带真菌病毒的关系，将为真菌-真菌互作和真菌-病毒互作以及两种互作之间的影响提供新的线索和思路。