小麦茎基腐病病原假禾谷镰孢菌响应碱性环境的功能研究

【作者】 江航； 马立国； 祁凯； 张博； 张悦丽； 马国苹； 李长松； 齐军山；

【机构】 山东省农业科学院植物保护研究所山东省植物病毒学重点实验室；

【摘要】 近年来,小麦茎基腐病(Fusarium crown rot)在我国黄淮海等麦区快速蔓延,呈加重趋势,其优势病原菌为假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudograminearum)。我国盐碱地面积大且分布广泛,面积居全球第三。盐碱地表层土盐渍化,呈碱性环境,小麦茎基腐病在盐碱地发生严重,目前,假禾谷镰孢菌抵御碱性环境进而成功侵染寄主的机理尚不明确。本研究测定了假禾谷镰孢菌在不同pH值中的生长速率,发现与pH值为7的菌落直径相比,当pH值为8～11时,假禾谷镰孢菌的菌丝生长抑制率都在10%左右,可以比较好地生长;当pH值为12和13时,假禾谷镰孢菌的菌丝生长受到显著抑制。为明确参与假禾谷镰孢菌响应碱性环境的基因和通路,笔者分别对假禾谷镰孢菌在pH值为7和12条件下菌丝的转录组进行测序,分析发现,与pH值为7相比,当pH值为12时,假禾谷镰孢菌分别有1 964个和2 005个基因至少下调2倍表达。对这些差异表达基因进行功能富集分析,结果表明上调表达基因主要富集到细胞质翻译过程、细胞质核糖体、酰胺及多肽的生物合成及代谢过程、蛋白质的折叠等过程;下调表达基因主要富集到ATP的代谢过程、线粒体内膜蛋白复合体、氧化磷酸化等过程。上述研究结果表明,假禾谷镰孢菌主要通过增加蛋白的合成以及降低能量的消耗来抵御外部的碱性环境。笔者后续将对响应碱性环境过程中的关键基因进行筛选和验证,进一步阐明假禾谷镰孢菌响应碱性环境的作用机制,为盐碱地防治小麦茎基腐病提供理论依据。更多还原