南方农业学报

作者：唐磊, 翟焕趁, 葛锦雯, 张帅兵, 吕扬勇, 魏闪, 马平安, 胡元森,

关键词：禾谷镰刀菌, 醛脱氢酶, 转录组测序, 差异表达基因,

【目的】对野生型PH-1菌株和醛脱氢酶（ALDH）基因FGSG_04194敲除突变体（ΔFg04194）进行转录组测序，分析禾谷镰刀菌ALDH调控菌丝生长和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）生成情况，为深入探究禾谷镰刀菌ALDH的生物学功能、DON生成机制及致病机理提供了理论依据。【方法】接种禾谷镰刀菌野生型PH-1、ΔFg04194突变体和基因回补突变体（ΔFg04194-C）菌株至CM培养基和小麦基质中，分析FGSG_04194基因对菌丝生长和DON生成的影响。利用高通量转录组测序技术对野生型PH-1菌株和ΔFg04194突变菌株在CM培养基中培养72 h的菌丝进行转录组测序，对筛选出的差异表达基因（DEGs）进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析，利用实时荧光定量PCR对转录组测序结果进行验证。【结果】ΔFg04194突变体的菌落直径和生成的DON含量较野生型PH-1和ΔFg04194-C突变体菌株显著减少（PΔFg04194突变体转录组原始数据经过滤后获得34.9 Gb Clean data，共鉴定出329个DEGs，其中263个基因表达显著上调，66个基因表达显著下调。GO功能注释结果显示，DEGs显著富集在质膜成分、碳水化合物代谢和物质转运过程等条目上。KEGG信号通路富集分析显示，DEGs显著富集在碳水化合物代谢通路、氨基酸代谢通路、脂质代谢、能量代谢、生物降解代谢通路、细胞生长和死亡相关途径、信号转导途径等。将FGSG_04194基因调控下有代表性的DEGs分成五大类：几丁质合成相关的基因、跨膜转运蛋白相关的基因、转录因子相关基因、脂质代谢相关基因和能量代谢相关的基因。ΔFg04194突变体的ATP含量显著高于野生型PH-1和ΔFg04194-C突变体。运用实时荧光定量PCR检测7个DEGs的表达情况，其结果与转录组测序结果基本一致。【结论】FGSG_04194影响禾谷镰刀菌的菌丝生长和DON生成，并在ATP生成中起负调控作用，其机制可能与调控转录因子的表达、调控脂类代谢、氨基酸代谢和能量代谢等通路有关。

来源：2024年第3期

《南方农业学报》期刊编辑部

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