Русский
球孢白僵菌杀虫抗逆相关的BbSEC22基因功能解析
Создано 2024.06.29
Анализ функций гена BbSEC22, связанного с устойчивостью к инсектицидам и стрессу, у белой плесени Beauveria bassiana.
Растворимые рецепторы белков, чувствительные к N-этилмалеимиду, (SNAREs) являются ключевыми компонентами механизма слияния клеточных мембран и внутриклеточного транспорта пузырьков в эукариотических клетках, и играют важную роль в росте, развитии и патогенезе филаментозных грибных патогенов растений. Однако мало что известно о вкладе SNAREs в физиологию и потенциал биологического контроля филаментозных грибных патогенов насекомых. Грибные патогены насекомых, такие как Beauveria spp. и Metarhizium spp., успешно используются в качестве биологических средств борьбы с насекомыми-фитофагами и кровососущими вредителями. Beauveria bassiana - классический грибной патоген насекомых, который успешно разработан в качестве фунгицида для борьбы с вредителями. Однако их скорость уничтожения медленная, а устойчивость к неблагоприятным факторам низкая, что ограничивает их применение и коммерциализацию. Учитывая то, что SNAREs в грибах являются высоко консервативными и широко функциональными, разъяснение вклада SNAREs в физиологию и потенциал биологического контроля филаментозных грибных патогенов насекомых является весьма необходимым. Исследователи используют информацию о полном геноме для изучения суперсемейства генов SNARE в полном геноме Beauveria bassiana и дальнейшего функционального характеристика путем создания разрывных и комплементарных мутантов.
На основе сравнительного геномного анализа было выявлено 22 гена, вероятно кодирующих SNAREs, в полном геноме Beauveria bassiana, которые были разделены на 4 группы (Qa - 7, Qb - 4, Qc - 6, R-SNAREs - 5) на основе консервативных характеристик кодирующих белков. Предсказание структурных доменов показало, что BbSEC22 содержит консервативный домен SNARE и трансмембранный мотив, расположенный на C-конце. Консервативные аминокислотные остатки домена SNARE являются R, что указывает на то, что BbSEC22 относится к суперсемейству R-SNARE. Далее ген, кодирующий R-SNARE BbSEC22, был дополнительно характеризован путем генетического удаления и комплементации. При культивировании при 25°C после удаления BbSEC22 происходили заметные изменения в морфологии клеток. По сравнению с диким типом и рекомбинантным штаммом ∆BbSEC22, мутант ∆BbSEC22 имел меньший размер колоний, более тонкие гифы и более пушистый внешний вид. После 8 дней роста на плите размер колоний ∆BbSEC22 уменьшился на 28,5% по сравнению с контрольным штаммом (~7,0 см2), а сухая масса гиф ∆BbSEC22 также значительно снизилась на 15,3%. В течение инкубации наблюдалась значительная разница в количестве спор, измеренных на колониях между мутантом ∆BbSEC22 и контрольным штаммом. Дикий тип и рекомбинантный штамм начинали образовывать споры на 3-й день, и к 8-му дню количество образованных спор у них было значительно больше, чем у мутанта ∆BbSEC22. В конечном итоге количество образованных спор у мутанта ∆BbSEC22 снизилось на 43,1% по сравнению с контрольным штаммом. Кроме того, у мутанта ∆BbSEC22 наблюдалась значительная задержка в прорастании спор. Это исследование показало, что отсутствие BbSEC22 приводит к серьезным дефектам в устойчивости гиф к стрессу, существенно снижается устойчивость колоний без BbSEC22 к двум фунгицидам, их относительная скорость роста на среде с добавлением 1 мкг/мл манкозеба и 0,1 мг/мл диметилфумарата увеличивается на 19,1% и 9,8% соответственно. Исследование влияния высокой температуры на выживаемость спор мутанта и контрольного штамма через 24 часа после прорастания показало, что устойчивость спор мутанта ∆BbSEC22 к тепловому стрессу при 45°C снизилась на 18,7% по сравнению с контрольным штаммом. Кроме того, исследование показало, что разрушение BbSEC22 значительно снижает токсичность спор для личинок Plutella xylostella.
В целом, это показывает, что белок R-SNARE гриба Beauveria bassiana BbSEC22 играет важную роль в регуляции питательного роста, образования апикальных спор, прорастания конидий, устойчивости к различным стрессовым условиям и токсичности для насекомых. Будущие исследования должны сосредоточиться на характеристике других SNAREs и целевых белков, передаваемых этими комплексами SNARE, что может упростить объяснение связи между развитием грибов, посредством SNARE, и транспортом вакуольных мембран, а также может предоставить новые пути для создания новых штаммов Beauveria bassiana с огромным потенциалом для биологического контроля вредителей.
Влияние дефицита BbSEC22 на рост мицелия, спорообразование и прорастание конидий у гриба Beauveria bassiana.
Влияние дефицита гена BbSEC22 на устойчивость и токсичность против насекомых у белой плесени Beauveria bassiana.
Контакт
Оставьте свои контактные данные, и мы свяжемся с вами.
电话
WhatsApp
微信