Uegpa3基因在菰黑粉菌二型态转换中的作用

作者：于金梦; 张雅芬; 葛倩雯; 胡映莉; 高丽丹; 夏文强; 叶子弘^*

来源：农业生物技术学报, 2020, 28(05): 892-902.

• 菰黑粉菌
• 二型态转换
• Uegpa3
• 接合管
• 信息素

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)可以侵染菰(Zizania latifolia)茎基部,形成可食用的肉质茎—茭白。研究发现,菰黑粉菌是一种二态性真菌,存在酵母型和菌丝型的转换。当信息素基因mfa (mating factor)基因编码的脂肽类信息素与信息素受体(pheromone receptor, pra)基因编码的信息素受体相互识别后,会激活环化腺苷酸介导的蛋白激酶A (cyclic adenosine monophosphate-protein kinase A, cAMP-PKA)信号转导途径和促丝裂原活化蛋白激酶级联信号(mitogen-activated protein kinase, MAPK)途径,使两个酵母型的性亲和单倍体菌株融合形成菌丝从而产生致病性。本研究基于菰黑粉菌全基因组分析,克隆得到菰黑粉菌中编码G蛋白α亚基的基因(Ustilago esculenta guanine uncleotide-binding protein subunit alpha-3,Uegpa3)(GenBank No. ALS87611.1),该基因的cDNA全长1 065 bp,无内含子,编码354个氨基酸,具有典型的Gα结构域。表达模式分析发现:Uegpa3在接合管形成时期表达上调。通过聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)介导的原生质体转化方法将Uegpa3缺失突变后发现:Uegpa3缺失菌株无法融合形成菌丝。进一步研究发现Uegpa3突变后无法形成接合管,且信息素合成基因表达受到显著抑制。以上结果表明:菰黑粉菌中的Uegpa3可能通过影响信息素信号的传递,继而影响菰黑粉菌接合管的形成,从而影响菰黑粉菌二型态转换。本研究初步探究了菰黑粉菌中编码G蛋白α亚基的基因Uegpa3在二型态转换中的作用,为菰黑粉菌与茭白互作机制的研究提供了基础材料。

• 单位
  中国计量大学; 生命科学学院