土地类芽胞杆菌NK3-4对藤仓镰孢菌基因表达的影响

作者：刘文志; 吴昕雨; 杜佳朋; 彭志红; 龚沙沙; 于文清^*; 李鹏^*

来源：农业生物技术学报, 2024, 32(02): 427-443.

• 土地类芽胞杆菌
• 藤仓镰孢菌
• 转录组
• 抗菌机制

土地类芽胞杆菌(Paenibacillus terrae) NK3-4对植物病原菌具有拮抗活性，但其与病原菌互作过程中，病原菌的响应机制仍不清晰。本研究测定了NK3-4对水稻(Oryza sativa)恶苗病菌藤仓镰孢菌(Fusarium fujikuroi)的抑菌效果，并对受其抑制的藤仓镰孢菌实施了转录组测序分析。结果表明，NK3-4抑制了藤仓镰孢菌的生长、色素及分生孢子生成，并损坏了菌丝。在NK3-4诱导藤仓镰孢菌差异表达的2 291条基因中，下调表达基因数目是上调表达的2.44倍，下调表达的基因主要富集于细胞核(GO:0005634)、含蛋白复合体(GO:0032991)、细胞内非膜结合细胞器(GO:0043232)等功能群中。差异表达的基因中，与致病性(GO:0009405)、毒素生物合成进程(GO:0009403)、黄曲霉毒素生物合成过程(GO:0045122)、繁殖(GO:0000003)等功能相关的基因下调表达数目均多于上调表达数目；差异表达的基因中，与细胞壁几丁质生物合成过程(GO:00060382)、无性繁殖(GO:0019954)、分生孢子形成(GO:0048315)、分生孢子发育(GO:0061794)、色素生物合成进程(GO:0046148)等功能相关的基因均下调表达。反转录荧光定量PCR结果与转录组测序结果一致(皮尔森相关性系数0.90)。综合分析表明，NK3-4可通过下调生长发育相关基因及色素和孢子生成相关基因表达来抑制藤仓镰孢菌，还可通过抑制藤仓镰孢菌毒素生物合成降低其毒力。研究结果为进一步阐述NK3-4与藤仓镰孢菌进行分子互作的机理提供了依据。

• 单位
  上饶师范学院; 生命科学学院; 黑龙江省农垦科学院