綠僵菌鈣調磷酸酶的功能分析及其調控機制研究

《綠僵菌鈣調磷酸酶的功能分析及其調控機制研究》是依託重慶大學，由曹月青擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：綠僵菌鈣調磷酸酶的功能分析及其調控機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：曹月青
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

鈣-鈣調磷酸酶是真核生物中一條保守的信號途徑，而鈣調磷酸酶被認為是真菌抗脅迫的中心調控者，在病原真菌致病過程中也起著重要作用。抗脅迫能力及致病力是殺蟲生物農藥最為重要的兩個性狀。綠僵菌作為一種重要的生防微生物，目前尚無鈣調磷酸酶功能的相關研究報導。對綠僵菌基因組序列進行比對分析，發現綠僵菌中含有鈣調磷酸酶及其調控途徑上的一些組分。在此基礎上，本項目利用基因敲除及超表達技術，研究鈣調磷酸酶在上調及下調後綠僵菌菌株的抗脅迫及毒力變化，闡明鈣調磷酸酶在綠僵菌抗脅迫及致病過程中的作用。通過分別比較綠僵菌野生型及鈣調磷酸酶突變株在脅迫環境及侵染致病過程中數字基因表達譜差異，發掘大量與抗脅迫及致病直接相關的重要功能基因，闡明鈣調磷酸酶對昆蟲病原真菌致病及抗脅迫的調控機制。本項目的實施為進一步構建具有高效殺蟲活性的真菌生物農藥奠定理論基礎。

結題摘要

鈣—鈣調磷酸酶是真核生物中一條保守的信號途徑，而鈣調磷酸酶被認為是真菌抗脅迫的中心調控者，在病原真菌致病過程中也起著重要作用,但昆蟲病原真菌中尚未有報導.通過基因敲除技術敲除鈣調磷酸酶催化亞基CnA,研究了鈣調磷酸酶在昆蟲病原真菌綠僵菌中的作用。結果表明，ΔMaCnA菌落皺縮，菌絲變短，尖端鈍化。產孢量下降，產孢結構的形成受到影響。突變體孢子細胞壁變薄，胞壁的β-1,3-葡聚糖和幾丁質含量降低，對細胞壁破壞劑和外源鈣離子的耐受性增強，對紫外，熱，殺真菌劑的耐受性降低。生物測定顯示，ΔMaCnA毒力降低。數字基因表達譜顯示影響細胞壁，產孢，鈣離子轉運等基因下調，並影響了其他信號通路中基因的表達。對鈣調磷酸酶下游基因Crz1基因功能研究發現，Crz1敲除後某些表型與ΔMaCnA相似，如細胞壁成分下降，對逆境耐受力下降，相應有一些共有的差異表達基因。但也有不同的性狀，如ΔMaCrz1細胞壁表面為光滑，而ΔMaCnA表面和WT類似，是有凹凸的粗糙表面。ΔMaCrz1在注射接種情況下，毒力無顯著差異，而ΔMaCnA在點滴和注射條件下，毒力都顯著降低。這些結果表明，MaCrz1受MaCnA調控的同時，也受到其他途徑的調控，導致其功能並未和MaCnA吻合。對鈣調磷酸酶相關代謝途徑Pls1基因的功能研究發現，Pls1影響真菌的附著胞形成和穿透過程，因此影響了真菌毒力。本項研究闡明了鈣調磷酸酶的功能，並對其下游和相關途徑的代表性基因進行了研究，闡明了鈣調磷酸酶調控病原菌生長，抗逆和毒力的機制，為進一步構建具有高效殺蟲活性的真菌生物農藥奠定理論基礎。