2.2碳源對StSte12基因調(diào)控玉米大斑病菌菌落形態(tài)的影響
StSte12 RNAi陽性轉(zhuǎn)化子StRNAi 3-6的菌落形態(tài)與野生型菌株顯著不同，菌落顏色變淺，氣生菌絲減少，菌落平伏，菌絲生長勢減弱，在4種碳源培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)基本一致，受碳源種類的影響較??；StSte12 RNAi陽性轉(zhuǎn)化子StRNAi 9-10的菌落形態(tài)與野生型菌株基本一致，但菌落顏色受碳源種類的影響非常顯著，白色菌絲體的面積按葡萄糖、蔗糖、乳糖、可溶性淀粉的順序逐漸擴大(圖3)。以上試驗結(jié)果表明，StSte12對玉米大斑病菌的菌絲顏色、長勢和氣生菌絲數(shù)量有一定的調(diào)控作用，尤其對菌絲顏色的調(diào)控最明顯，隨著StSte12基因表達量的降低，菌絲顏色變淺，推測StSte12基因可能與菌絲的黑色素合成有關(guān)，StSte12基因表達量的降低會抑制菌絲黑色素的合成。StSte12基因表達量減少約1/3時對菌絲顏色的調(diào)控作用受碳源種類影響顯著，按葡萄糖、蔗糖、乳糖和可溶性淀粉的順序?qū)谏睾铣傻囊种谱饔弥饾u增強，但當StSte12基因表達量減少約2/3時對菌絲顏色的調(diào)控作用受碳源種類的影響較小。
圖3碳源對StSte12基因調(diào)控玉米大斑病菌菌落形態(tài)的影響
2.3碳源對StSte12基因調(diào)控玉米大斑病菌產(chǎn)孢量的影響
碳源種類對玉米大斑病菌分生孢子的產(chǎn)生有顯著影響。對于野生型菌株來說，葡萄糖和可溶性淀粉培養(yǎng)基上的產(chǎn)孢量最高，其次為蔗糖培養(yǎng)基，產(chǎn)孢量僅為葡萄糖培養(yǎng)基的51%，乳糖培養(yǎng)基的產(chǎn)孢量最低，僅為葡萄糖培養(yǎng)基的14%(圖4)。碳源對StSte12基因RNAi陽性轉(zhuǎn)化子StRNAi 9-10產(chǎn)孢量的影響與對野生型菌株基本一致，但是，除了乳糖培養(yǎng)基以外，StRNAi 9-10的產(chǎn)孢量均較野生型菌株
顯著下降，葡萄糖培養(yǎng)基上下降了66%，蔗糖培養(yǎng)基上下降了47%，可溶性淀粉培養(yǎng)基上下降了67%。StSte12基因RNAi陽性轉(zhuǎn)化子StRNAi 3-6在4種碳源培養(yǎng)基上幾乎都不產(chǎn)生分生孢子(圖4)。試驗結(jié)果表明，StSte12基因?qū)τ衩状蟀卟【稚咦拥陌l(fā)育有重要的調(diào)控作用，StSte12基因的表達量下降時，產(chǎn)孢量顯著減少。除了乳糖以外，葡萄糖、蔗糖和可溶性淀粉對StSte12基因調(diào)控產(chǎn)孢量的影響均達顯著水平。
A.葡萄糖,B.蔗糖,C.乳糖,D.可溶性淀粉；圖中數(shù)字為各處理與WT在葡萄糖培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量的比值;*表示P>0.05,**表示P<0.01
2.4碳源對StSte12基因調(diào)控玉米大斑病菌菌絲和分生孢子形態(tài)的影響
顯微觀察3種供試菌株在4種碳源培養(yǎng)基上的菌絲和分生孢子形態(tài)，結(jié)果表明，StSte12基因RNAi陽性轉(zhuǎn)化子StRNAi 9-10與野生型菌株的分生孢子形態(tài)和菌絲形態(tài)在4種供試碳源培養(yǎng)基上基本一致。與其他2個供試菌株相比，StRNAi 3-6的菌絲纖弱，分節(jié)小甚至無分節(jié)，顏色較淺，在葡萄糖、蔗糖和乳糖培養(yǎng)基上的表現(xiàn)基本一致，但在可溶性淀粉培養(yǎng)基上，菌絲顏色更淺，更纖細，生長勢更弱(圖5)。試驗結(jié)果表明，StSte12基因?qū)τ衩状蟀卟【z長勢和顏色有一定的調(diào)控作用，可溶性淀粉對該調(diào)控作用有一定的影響，此試驗結(jié)果與2.1和2.2的結(jié)果一致。
圖5碳源對StSte12基因調(diào)控玉米大斑病菌菌絲和分生孢子形態(tài)的影響
3結(jié)論與討論
Ste12基因最早是在釀酒酵母中發(fā)現(xiàn)的，其是絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑下游的一個關(guān)鍵調(diào)控因子，主要功能是調(diào)控酵母細胞的交配反應(yīng)、假菌絲發(fā)育及侵入生長。Madhani等已經(jīng)證實，Ste12基因也存在于絲狀真菌以及人類和植物的一些病原菌中。研究表明，香蕉枯萎病菌Ste12基因在病原菌侵染寄主的過程中起主要作用。在黃瓜炭疽病菌、西瓜炭疽病菌和番茄枯萎病菌中，缺失Ste12基因的菌株毒力顯著下降，這表明Ste12基因在病菌侵染植株的過程中發(fā)揮重要作用。
玉米大斑病菌Ste12同源蛋白StSte12具有Ste12-like所特有的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域和空間結(jié)構(gòu)，該蛋白在附著胞發(fā)育中發(fā)揮重要功能。本試驗研究了StSte12基因?qū)τ衩状蟀卟【z和分生孢子發(fā)育的調(diào)控作用，結(jié)果表明，StSte12基因?qū)z生長和分生孢子發(fā)育均有重要的調(diào)控作用，該基因的表達量下降后，菌絲的生長勢變?nèi)酰伾儨\，生長速度下降，產(chǎn)孢量顯著降低。目前，有多篇關(guān)于Ste12-like基因調(diào)控病原真菌菌絲發(fā)育的報道，如白色念珠菌(Candidaalbicans)Ste12的下游靶基因CHS7缺失突變體的菌絲異常彎曲，在培養(yǎng)基表面不能輻射狀生長；輪枝鐮孢菌(Fusariumverticillioides)Ste12的下游靶基因CHS5缺失突變體的菌絲細胞膨大，對抗真菌藥物Nikkomycin Z敏感，病菌的致病性降低；稻瘟病菌和尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporum)的Ste12-like功能缺失突變體因不能產(chǎn)生正常的侵染性菌絲而導(dǎo)致致病性喪失或下降。這些研究結(jié)果均表明，Ste12基因?qū)z發(fā)育的調(diào)控作用與病菌的致病性顯著相關(guān)。
碳源是真菌合成碳水化合物和氨基酸骨架的主要來源，同時也是植物病原真菌生長發(fā)育的重要營養(yǎng)來源之一。本試驗研究了碳源對StSte12基因調(diào)控玉米大斑病菌菌絲和分生孢子發(fā)育的影響，結(jié)果表明，在4種供試碳源中，可溶性淀粉對StSte12基因調(diào)控菌絲生長和發(fā)育的影響最大，而乳糖對StSte12基因調(diào)控分生孢子發(fā)育的影響最小。其可能的原因是：可溶性淀粉屬于多糖，病菌需要將其降解為寡糖或單糖才能吸收利用，在同等質(zhì)量條件下，多糖的吸收利用比單糖和雙糖需要消耗更多的能量，需要更長的時間，因此不利于病菌的營養(yǎng)生長，即菌絲的生長發(fā)育；乳糖本身就不利于玉米大斑病菌分生孢子的產(chǎn)生，野生型菌株在乳糖培養(yǎng)基上的產(chǎn)孢量很少，即乳糖對玉米大斑病菌分生孢子產(chǎn)生有一定的抑制作用，這種抑制作用可能抵消了StSte12基因?qū)Ψ稚咦赢a(chǎn)生的調(diào)控作用。
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