禾谷镰刀菌ABC蛋白调控铁动态平衡和致病机制的研究

发布时间：2025-06-28 05:42

　　腺苷三磷酸结合盒转运蛋白（ATP-binding cassette transporter,ABC transporter）是生物体保守的一类蛋白大家族。ABC蛋白利用ATP水解产生的能量主动运输各种物质,进而参与重金属解毒、脂质代谢、信号传导、多药抗性、核糖体生物合成和mRNA转运等多种生命活动。目前,真菌中已有ABC蛋白的研究主要集中在多药抗性方面,在铁动态平衡和致病中功能研究鲜有报道。由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起的小麦赤霉病是小麦生产上的主要病害之一,不仅造成严重产量损失,病菌产生的真菌毒素严重威胁着粮食安全和人类健康。本研究通过生物信息学,遗传学和生物化学的实验方法,研究了禾谷镰刀菌ABC蛋白在铁动态平衡和致病中的功能,结果发现:1、大多数真菌含有30-45个ABC蛋白,而禾谷镰刀菌基因组中有62个ABC蛋白。根据蛋白结构域将这62个ABC蛋白分为9个亚家族（ABC-A-G,ABC-I和YDR061W-like）。通过同源同组手段对62个ABC基因进行敲除,获得了 60个ABC基因敲除突变体。但经过3次独立试验未获得2个ABC蛋白基因（FGSG

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图１．１?２０００－２０１８年间小麦赤霉病的发生程度（Ｃｈｅｎ?２０１９）

图１．１?２０００－２０１８年间小麦赤霉病的发生程度（Ｃｈｅｎ?２０１９）。??Ｆｉｇ?１．１?Ｅｘｔｅｎｔ?ｏｆ?ＦＨＢ?ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?ｄｕｒｉｎｇ?２０００－２０１８?ｙｅａｒ（Ｃｈｅｎ?ｅ／?ｒ／／．，２０１９）．??

图１．２小麦赤霉病菌有性态和无性态（ＬｉｎＷａ／．，２０１２；ＨｕＷｃｒ／．，２０１５）

菌亚门赤霉属，有性生殖产生黑色圆形子囊壳；子囊壳内部包含??多个无色的短棒状子囊，两端钝圆，长度约在３５－８４ｐｍ之间；子囊内螺旋状整??齐排列着８个子囊孢子（图１．２Ａ）。无性态是禾谷镰刀菌，属于半知菌亚门镰??孢属（／７？＞＾＾如／？）。分生孢子大多无色镰刀状，局部有足孢，长....

图１．３小麦赤霉病菌病害循环（Ｔａｙｏｅ／ａ／．，２０１８）

菌亚门赤霉属，有性生殖产生黑色圆形子囊壳；子囊壳内部包含??多个无色的短棒状子囊，两端钝圆，长度约在３５－８４ｐｍ之间；子囊内螺旋状整??齐排列着８个子囊孢子（图１．２Ａ）。无性态是禾谷镰刀菌，属于半知菌亚门镰??孢属（／７？＞＾＾如／？）。分生孢子大多无色镰刀状，局部有足孢，长....

图１．４?一个典型的全ＡＢＣ转运蛋白的晶体结构和工作模式图（Ｓｚ６Ｕ６ｓｉｅ／ａ／．，２０１８）

ＡＢＣ－Ｇ，?ＡＢＣ－Ｉ?（Ｃａｆｌ６ｐ－ｌｉｋｅ）和?ＹＤＲ０６１Ｗ－ｌｉｋｅ?（Ｋｏｖａｌｃｈｕｋ?＆?Ｄｒｉｅｓｓｅｎ，?２０１０）（图??１．５）。其中属于Ｅ，?Ｆ，?Ｉ和ＹＤＲ０６１Ｗ－ｌｉｋｅ的亚家族ＡＢＣ蛋白并不含有ＴＭＤｓ，??属于Ａ－Ｄ和Ｇ亚家族的ＡＢＣ蛋白带有....

本文编号：4054512