梨果黑斑病菌磷酸二酯酶PDE基因克隆及其在侵染结构分化中的表达分析

作者：毛仁燕; 蒋倩倩; 李永才^*; 毕阳; 刘勇翔; 黄怡; 张苗

来源：核农学报, 2022, 36(04): 728-737.

• 梨果黑斑病菌
• 磷酸二酯酶
• 生物信息学分析
• 侵染结构分化
• 表达特性

磷酸二酯酶(PDE)能够特异地催化cAMP/cGMP 3′, 5′环磷酸的3′环磷酸键水解，调节胞内cAMP水平，进而调控致病真菌的生长发育，但PDE基因在梨果黑斑病菌中的具体调控机制有待研究。本研究采用反转录PCR(RT-PCR)克隆了梨果黑斑病菌Alternaria alternata中的PDEL和PDEH基因；通过TMHMM、ProtScale、SOPMA等在线分析工具对AaPDEL和AaPDEH基因及其编码蛋白进行生物信息学分析；采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析了PDEL和PDEH基因在梨果黑斑病菌侵染结构分化过程中的表达特性。克隆得到梨果黑斑病菌PDEL和PDEH,分别命名为AaPDEL和AaPDEH,蛋白编码区(CDS)长度分别为3 132和2 886 bp,分别编码1 043和961个氨基酸。生物信息学分析表明AaPDEL和AaPDEH均属于不稳定亲水蛋白，不含信号肽也无跨膜结构，均具有多个磷酸化位点，分别定位于线粒体和细胞核上；AaPDEL和AaPDEH分别具有ClassⅡ型和Ⅰ型保守催化结构域。系统分析结果表明，AaPDEL和AaPDEH与小麦褐斑病菌(Pyrenophora tritici-repentis)和番茄匍柄霉(Stemphylium lycopersici)亲缘关系最近，同源性分别高达79.25%和88.80%。qRT-PCR结果显示，疏水性诱导，A.alternata侵染结构分化过程中，AaPDEL和AaPDEH基因在附着胞形成阶段(6 h)表达量显著提高，较萌发初期阶段(2 h)分别上调1.19和1.97倍，表明AaPDEL和AaPDEH在A.alternata侵染结构分化中具有重要的调控作用。本研究为进一步从分子水平揭示PDE调控机制奠定了基础。

• 单位
  甘肃农业大学