植物细菌真菌Plant Bacteria/Fungus
Nsf1(Nutrient and stress factor 1)是典型的C2H2型锌指蛋白，酿酒酵母中Nsf1在非发酵碳源或者盐胁迫的条件下才会表达。进化树分析发现该基因在不同物种间比较保守，然而，Nsf1的功能在丝状真菌中研究得并不是很透彻。为了探索FgNsf1在小麦赤霉病的病原菌禾谷镰孢菌中的功能，我们构建了FgNSF1基因敲除体（ΔFgNsf1）和包含GFP标记的回复体（ΔFgNsf1-C），亚细胞定位表明FgNsf1蛋白集中于细胞核。进一步研究发现，与野生菌株PH-1和回复体ΔFgNsf1-C 相比，敲除体ΔFgNsf1的菌丝体生长速率明显减慢，分生孢子产量及萌发率显著下降，且有畸形孢子产生，子囊壳产量也显著降低。但是红色镰刀菌素和黄色镰刀菌素的产量明显增加，为了验证这一结果，我们利用实时荧光定量PCR技术检测了相关基因(AurJ, AurF, AurO, AurR2)的表达量，研究结果发现，相关基因的表达量都显著上调。此外，使用不同浓度的NaCl处理时，野生菌株PH-1中FgNSF1基因的表达量均上调，而在使用不可发酵碳源乙醇、甘油或醋酸盐作为唯一碳源时，FgNSF1基因的表达量都显著下调。另外我们发现敲除体对渗透，细胞壁，氧化和部分金属离子等胁迫因子的敏感性显著下降，只对0.2M镁离子胁迫的敏感性显著提高。药敏性实验发现，敲除体对咯菌腈和抑菌脲的抗药性明显增强，而对戊唑醇和多菌灵的敏感性显著提高。随后，我们在小麦胚芽鞘和麦穗上进行了致病力实验，结果发现ΔFgNsf1的致病力显著减弱，在产毒培养基中DON（脱氧雪腐镰刀烯醇）产量也显著下降，以及DON毒素合成相关基因TRI5和TRI6的基因表达量也显著下调。结论：FgNSF1在禾谷镰孢菌的生长发育，有性和无性生殖，应对外界胁迫，产毒和致病的过程中扮演着重要的角色。创新性：我们首次系统地报道了FgNSF1在禾谷镰孢菌中的功能。
本研究旨在评估生物炭控制番茄枯萎病的有效性，并探讨生物炭引起的根际化合物组成变化、病原菌和番茄生长之间的相互作用。设置了小麦秸秆生物炭添加（CK：不添加生物炭，BC：添加4%的生物炭）与青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）接种（NI：不接种青枯菌，I：接种青枯菌）对番茄根际有机酸和氨基酸组分、微生物活性、养分有效性和番茄发病率影响的盆栽试验；同时研究了纯培养条件下，不同处理的番茄根际提取物对青枯菌生长的影响。盆栽试验结果表明，生物炭添加使番茄青枯病发病率降低了61%到78%，同时促进了番茄植株的生长。培养试验的结果进一步证实，添加生物炭的番茄根际提取物可显著抑制青枯菌的生长，其最终青枯菌密度显著低于未添加生物炭的根际提取物。这种正向的“生物炭效应”可能与根际微生物活性的增强和根际有机酸、氨基酸组分的改变有关。具体而言，生物炭诱导了番茄根际柠檬酸和赖氨酸含量升高，但水杨酸含量降低，从而增强了微生物活性，使番茄根际不适合青枯菌的发育。此外，微生物活性增强活化的土壤养分和/或生物炭输入的养分促进了植株生长，进一步强化了番茄对青枯病的抗性。综合以上结果，本文提出生物炭控制番茄枯萎病的能力与其诱导的番茄根际有机酸、氨基酸组成的变化有关，相关结论仍需田间长期试验的进一步验证。
同源重组（homologous recombination, HR）和非同源末端连接（nonhomologous end joining, NHEJ）是真核生物两种主要的双链断裂（DSB）修复方法。通常抑制NHEJ中关键组分的活性能够提高靶基因敲除的效率或者影响真核生物的生长和发育。然而，在玉米大斑病菌（Exserohilum turcicum）有关NHEJ途径的作用了解甚少。为了研究玉米大斑病菌中编码NHEJ途径关键组分蛋白Ku80基因的功能，我们在玉米大斑病菌鉴定并分析了该基因对病菌生长发育及致病性调控作用。方法：本研究通过利用同源比对的方法，在玉米大斑病菌中鉴定到与酵母Ku80同源的基因，命名为StKU80，并对该基因进行了相关生物信息分析；利用农杆菌介导的遗传转化技术（ATMT）获得了两株稳定的StKU80基因敲除突变体，并对基因的功能进行了分析。结果：保守结构域分析表明，StKu80包含真核生物的KU70p / KU80p蛋白典型的结构域VWA，Ku78和Ku-PK-bind；进一步的系统发育分析表明，StKu80与来自小麦颖枯病菌（Parastagonospora nodorum）的Ku80（XP_001802136.1）亲缘关系较近，其次是来自红曲霉（Monascus ruber）的Ku80（AGF90044.1）；突变体与野生型（WT）菌株相比，突变体的菌丝间隔变的更长，细胞壁较薄，在细胞壁表面的物质变的变少以及细胞中线粒体的含量变多；对突变体致病相关的结构进行分析表明，突变体不产生分生孢子和成熟的附着胞，但是突变体的HT毒素活性与WT类似，表明StKU80影响了病菌了侵染过程，但并未影响病菌的致病力；对StKU80能否参与调控胁迫响应反应分析发现，突变体对由H2O2产生的氧化反应高度敏感，但是对紫外不敏感。结论：StKU80在调控玉米大斑病菌的生长发育、致病性及胁迫响应过程中发挥着重要的作用。
