橡胶树炭疽病是橡胶树的重要叶部病害,其病菌主要侵染橡胶树嫩叶和嫩稍,造成叶片凋萎或脱落,胶乳产量锐减,总产下降。鉴于日益加重的危害,橡胶树炭疽病致病相关研究意义重大。本项目旨在克隆橡胶树炭疽病菌的致病相关基因及其功能分析。首先是利用根癌农杆菌介导将含抗无启动子的潮霉素基因T-DNA插入橡胶胶孢炭疽菌菌株RC-178基因组中,从而产生插入突变,构建突变体库,并对突变体库的质量进行初步的分析,为基因功能研究提供突变材料。然后从该库中筛选致病相关突变体,进一步深入研究和克隆相应基因。重点对致病性丧失的突变体T-0900-1其相应假设的致病相关基因Pathogenicity-less1功能分析。本研究为探明橡胶树炭疽菌致病机理,明确炭疽菌导致寄主植物橡胶树发病的分子原理奠定了基础,更为橡胶树的抗病育种提供最直接、最有效的理论依据。此项工作对橡胶炭疽菌功能基因组学研究具有十分重要的意义。
C. gloeosporioides;genetic transformation;Pathogenicity-related mutants;Pathogenicity-related genes;function analysis
由胶胞炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的橡胶树炭疽病导致叶片凋萎或脱落,胶乳产量锐减,总产下降。炭疽菌的致病分子遗传学研究是炭疽病有效、安全控制的重要基础。为此我们开展了本项目研究并获得了如下进展和结果建立了橡胶树胶胞炭疽菌高效的遗传转化体系;建成了一个质量良好、突变体数量为6302个的突变体库;筛选出一批具有进一步研究价值的突变体,包括24个致病力减弱,其中2个突变体菌落颜色异常、6个生长速率下降、8个产孢量显著降低、2个突变体分生孢子形态异常、2个附着胞形态异常、3个不能形成附着胞;利用TAIL-PCR扩增到6个致病相关突变体插入位点的侧翼序列信息;将上述侧翼序列于胶胞炭疽菌全基因组序列中进行比对与引物设计,最终从RC178菌株的基因组DNA扩增到T-0900-1和T-1103-2两个突变体其相应假设的致病相关基因Pathogenicity-less1和Pathogenicity-less2的全序列,进而对2个基因进行了生物信息学分析及功能验证。Pathogenicity-less1基因推测为组蛋白H3基因,组蛋白基因多为重复基因,基因敲除过程中未获得表型与T-0900-1一致的敲除转化子;Pathogenicity-less2基因推测为甾醇C-24甲基转移酶基因,通过基因敲除验证,发现敲除RC178菌株的该基因其表型变化与T-1103-2一致,证实该基因确实能导致菌株的致病力降低。本项目建成的突变体库为开展炭疽菌功能基因组学、病原遗传学研究提供了坚实基础。研究结果对于深入探索寄主-病原(橡胶树-炭疽菌)的互作关系、炭疽菌致病相关基因的克隆和表达调控、形态分化等研究具有重要的科学意义。