Biz1、Mzr1诱导基因在玉米黑粉菌侵染过程中的功能研究

玉米黑粉菌(Ustilago maydis)特异性识别并侵染玉米，在玉米植株内生长扩散诱发玉米黑粉病造成玉米减产，导致严重的经济损失。近来研究发现C2H2锌指蛋白类调控因子Biz1、Mzr1参与调控一系列侵染后特异性表达基因，biz1基因缺失导致玉米黑粉菌侵染扩散能力丧失。本研究将采用在biz1基因缺失菌株中过表达Biz1、Mzr1诱导基因及荧光蛋白标记的方法鉴定这些侵染后特异性表达基因在玉米黑粉菌侵染过程中的功能，进一步研究玉米黑粉菌的侵染、扩散机理。同时研究分析Biz1、Mzr1诱导基因在玉米黑粉菌对玉米宿主的特异性识别过程中以及在对玉米宿主免疫防御反应抑制过程中的潜在功能，并最终为培育抗黑粉病玉米品种及防治玉米黑粉病的发生提供理论指导。

对玉米黑粉菌（Ustilago maydis)C2H2锌指蛋白类调控因子Biz1、Mzr1参与调控的一系列基因分别进行了基因敲除和过表达实验，结果显示所选基因过表达后均无法恢复黑粉菌因biz1缺失所导致的侵染能力的丧失。而对目的基因单独敲除实验结果显示所选基因中有3个在敲除后对黑粉菌的侵染过程产生较为明显的影响，其中srp1(self restriction protein)在野生型菌株中被敲除后，突变菌株侵染玉米植株后所形成的黑粉瘤出现时间早，黑粉瘤尺寸大。进一步的过表达分析结果显示srp1在侵染后的过量表达会引起黑粉瘤出现时间延缓，黑粉瘤尺寸和野生型相比也明显减小。绿荧光标记结果显示Srp1蛋白的功能区域为黑粉菌细胞质中。综上所述，srp1在黑粉菌侵染后的发育过程中发挥了重要的作用，它的表达量的多少与黑粉瘤的形成与发育规格密切相关，对黑粉菌侵染后的发育起到了自我抑制的作用。这一结果对病原真菌的侵染机理以及真菌-寄主互作机理的研究有较大的参考作用，也为农作物的抗病育种、防治提供了新思路。