热带作物学报

作者：蒙姣荣, 黄海娟, 杨惠贞, 曾泉, 李珅雨, 陈保善

单位：1.广西大学农学院/广西甘蔗生物学重点实验室，广西南宁 530004,2.亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，广西南宁 530004,3.广西大学生命科学与技术学院，广西南宁 530004

关键词：甘蔗镰孢菌,农杆菌介导,遗传转化,致病力相关基因,侧翼序列,甘蔗梢腐病

基金：国家自然科学基金项目(31960031),广西科技基地和人才专项(桂科AD17129002),广西甘蔗重点实验室自主课题项目(2018-266-Z01)

由镰孢菌复合种引起的甘蔗梢腐病（pokkah boeng disease, PBD）是甘蔗的主要病害之一。在广西，甘蔗镰孢菌（Fusarium sacchari）是PBD的优势病原菌。尽管PBD的研究已有较长的历史，但甘蔗镰孢菌的致病分子机理远未得到阐明。为研究甘蔗镰孢菌的致病分子机理，本研究采用农杆菌介导的遗传转化（Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation，ATMT）技术构建甘蔗镰孢菌FF001菌株的T-DNA插入突变体库。采用携带潮霉素B磷酸转移酶基因pTHR1-AH双元载体的农杆菌菌株AGL-1介导转化F. sacchari分生孢子，获得3018个转化子；随机选取12个转化子进行PCR检测和Southern 杂交分析，结果显示所有检测突变株均插入潮霉素B磷酸转移酶基因，多数为单拷贝插入。采用离体叶片接种评价转化子的致病力，获得致病力明显减弱21个和致病力增强9个，共30个突变体。通过TAIL-PCR扩增测序并与甘蔗镰孢菌基因组序列比对，确定了其中27个突变株的T-DNA插入位点。观察到多个插入位点伴随有基因组片段缺失，导致1个插入位点可以影响1个以上的功能基因。T-DNA插入位点多为编码区和启动子区，少数为终止子区和间隔区。受影响的基因分别编码α-甘露糖苷酶（alpha-mannosidase）、中性氨基酸渗透酶（neutral amino acid permease）、寡聚高尔基复合体成分4（oligomeric golgi complex component 4）、寡肽转运蛋白（oligopeptide transporter）、酰基辅酶A脱氢酶（acyl-CoA dehydrogenase）、乙酰乙酰-CoA合成酶（acetoacetyl-CoA synthetase）、碳酐酸酶（carbonic anhydrase）、Bud 10蛋白（Bud 10 protein）、类驱动蛋白bimC（kinesin-related protein bimC）、锌指蛋白ASD4（zinc finger protein ASD4）、转录起始因子TFIID（transcription initiation factor TFIID）、角质酶G-box结合蛋白（cutinase G-box binding protein）、吖啶黄素敏感性控制蛋白（acriflavine sensitivity control protein ACR-2）、核类VCP蛋白（nuclear VCP-like protein）、热激蛋白HSP30（heat shock protein 30）、硫氧还蛋白（thioredoxin）、2C型蛋白磷酸酶（type 2C protein phosphatase）、核糖核酸外切酶（exoribonuclease）、硒蛋白（selenoprotein）、DNA聚合酶η（DNA polymerase eta）、存活因子1（survival factor 1）和乙醛脱氢酶（aldehyde dehydrogenase）等22个已知功能蛋白和16个未知功能蛋白。部分突变基因，如锌指蛋白ASD4、角质酶G-box结合蛋白、寡肽转运蛋白和2C型蛋白磷酸酶等，已分别在稻瘟病菌、稻曲病菌、胶孢炭疽菌和尖孢镰孢菌等植物病原真菌中证实为致病相关基因。多种类型致病相关突变体的获得，为深入研究甘蔗镰孢菌致病分子机理提供了新的材料。

来源：2023年第2期

《热带作物学报》期刊编辑部

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