哈锐炭疽菌活体营养相关功能基因的研究

哈锐炭疽菌引起柿树炭疽病，是一种毁灭性病害。细胞学研究表明，哈锐炭疽菌与寄主互作模式在炭疽菌属中具有典型性、代表性和独特性，是研究真菌-寄主互作分子机制的理想模式。尤其在活体营养阶段中，其初生菌丝与寄主互作形成具有界面基质的界面，与大多数活体营养真菌与寄主互作的界面特征相类似，提供了真菌营养关系演化的证据。该模式的研究有望揭示活体营养关系建立和维持、界面基质形成和真菌营养关系演化等分子机制，也为专化性活体营养真菌与寄主互作分子机制研究提供科学理论依据。本项目在原先研究的基础上，利用获得的11个与活体营养阶段相关基因的转化子，分离这些功能基因，并通过信息学分析和预测它们的功能作用，并对关键基因进行功能验证。这将为最终揭示半活体营养真菌-寄主互作分子机制以及植物抗病性分子改良和杀菌剂靶标筛选提供科学数据。

哈锐炭疽菌在侵染的寄主组织中具有活体和死体营养阶段，其活体营养阶段中，真菌与寄主互作形成具有界面基质的界面，与大多数活体营养真菌与寄主互作的界面特征相类似。真菌这种致病过程已成为研究真菌-寄主互作分子机制的理想模式。原先的致病性试验结果已经表明突变子中突变的基因是与真菌活体营养阶段致病相关的，并已获得致病相关的阳性突变子序列片段。本项目在原先研究的基础上，通过不断改进和利用先进的研究方法和技术，深入研究这些基因的功能作用，已取得了一些重要的进展和成果：(1)通过克隆突变子中插入位点的侧翼序列，获得了7个基因或基因片段；(2）对Cg608中预测的关键真菌专化性转录因子（Fungal specific transcription factor，FSTF）基因进行了功能分析；（3）完成了含有真菌不同发育阶段的高质量转录组测序、组装和分析(N50 > 2000bp)，获得41492表达contigs(范围从201到5900bp)，初步评估哈锐炭疽菌基因组中基因数量认为，该基因组基因数量远比C. higginsianum和C. graminicola多，超过16000；（4）利用转录组序列，对7基因或基因片段进行分析，发现Cg10（1359）和Cg305(1605)分别含有两个基因，其中各自有一个新基因；Cg613中克隆到一个与真核转录起始因子3亚基同源基因（2275bp）；Cg608中克隆到一个4540bp 同源与FSTF(fungal specific transcription factor)基因； Cg32 和Cg573中分别克隆到1506bp和3669bp的转录组证实的两个新基因；Cg371中分离到一个364bp的基因片段，但在转录组中无匹配序列；（5）建立了测序真菌基因组DNA提取方法，用于构建系列文库；(6) 开展国际合作交流，建立了真菌比较基因组学分析技术体系，直接用于本项目研究；（7）哈锐炭疽菌基因组测序和组装的初步结果表明，其基因组可能大于63.2Mb，也远大于C. higginsianum（57.4Mb）和C. graminicola（53.4 Mb）。本项目研究的活体相关基因或基因片段及其功能特征提供了我们理解病原菌与寄主互作和致病性机理分子基础。同时，产生的转录组和基因组巨大的可靠数据及其建立的处理平台，为进一步揭示这些基因在活体营养关