稻瘟病菌温度敏感型基因PFR1与该菌侵入过程相关,克隆PFR1基因并明确其功能具有重要的科学意义。采用cosmid质粒互补的方法克隆PFR1基因,并研究其结构;测定温度敏感型突变株中PFR1基因的对应DNA区段的序列,明确形成温度敏感型的突变序列和突变氨基酸;将目的基因启动子与绿色荧光蛋白基因(GFP)相连接,转化稻瘟病菌野生型菌株的原生质体,研究PFR1基因在菌体生长、产孢和致病过程中的表达状况;Northern分析不同温度下该基因在温度敏感型突变体中和野生型菌株中表达特性差异,并研究不同温度下突变体和野生型菌株的生物学性状差别。综合分析,明确PFR1基因的性质和功能。
稻瘟病菌是水稻上的重要病原,也是植物-病原物互作研究的模式菌之一。稻瘟病菌能否成功侵入寄主组织,是其能否致病的关键步骤。温度敏感型突变体是一类重要的条件突变体,可以根据温度敏感型突变体的特点,对研究对象的生长发育进行研究。我们利用一个与稻瘟病菌侵入相关的温度敏感型突变体,对与稻瘟病菌侵入相关的基因进行了克隆,并对其生物学功能进行了研究。通过DNA序列比对,我们发现该基因与酵母菌的一个温度敏感型基因,CDC45,有较高的同源性。该基因在稻瘟病菌中的菌丝中高表达,其功能与菌丝生长和侵染栓的形成相关。该基因功能的RNAi功能强烈抑制子的气生菌丝生长变短,菌落变薄,颜色变浅;侵染栓形成受阻,致病性下降。这些结果表明,该基因与稻瘟病菌的侵入相关,说明稻瘟病菌在侵入水稻过程中需要该基因功能的正常表达。本项目的研究结果加深了我们对稻瘟病菌侵入过程分子机制的了解,将为我们进一步有效的防治稻瘟病提供理论基础。