摘要
棉花黄萎病(Verticilliumwilt)被称为棉花癌症，它导致棉花产量下降并且带来巨大的经济损失。大丽轮枝菌(Verticilliumdahliae)是棉花黄萎病的主要致病菌，它能够对400种不同类型的双子叶植物产生严重的影响。大丽轮枝菌无性生殖即分生孢子的产生是目前唯一已知的繁殖方式，对棉花的致病力具有重要的影响。几丁质酶在细胞分裂和极性生长期间维持细胞的机械稳定性中发挥重要作用，影响孢子萌发、菌丝生长等一系列生理活动的正常进行。然而，目前几丁质酶在大丽轮枝菌产孢和致病过程中的作用机制尚不清楚。 本论文在大丽轮枝菌中鉴定到GH18家族几丁质酶的同源蛋白VdChi1、VdChi2。通过同源重组的方法，得到了敲除突变体△VdChi1、△VdChi2。经过研究发现△VdChi1显著影响分生孢子产孢量，并且菌落微菌核完全消失，而△VdChi2对分生孢子产量没有影响。经过接种棉花后致病性检测，研究发现VdChi1的缺失明显减少了大丽轮枝菌对棉花的致病性，同时侵染植物中△VdChi1突变体的生物量也显著下调，而△VdChi2的缺失对致病力没有明显的影响。通过活细胞成像技术观察发现，VdChi1亚细胞定位发现它在早期细胞壁的重塑以及胞质分离中发挥作用，而VdChi2作用于胞质分离隔膜的部位。进一步的研究发现VdChi1、VdChi2都能够被分泌到膜外，说明它们是胞外分泌蛋白。结合质谱结果显示VdChi1、VdChi2与胞吐体Exocyst存在潜在互作关系，通过进一步筛选、敲除胞吐体Exocyst关键亚基△VdExo70,发现它在产孢和致病性中均显著下调，表型与VdChi1一致。同时在分生孢子中胞吐体亚基VdExo70突变体背景观察发现VdChi1、VdChi2定位异常，这也进一步说明VdExo70可能影响了VdChi1、VdChi2分泌。 上述结果揭示，几丁质酶VdChi1和VdChi2具有不同的作用模式。VdChi1主要在早期细胞壁重塑以及胞质分离中发挥作用，影响产孢量并且致病过程中发挥关键作用。VdChi2则主要在胞质分离中隔膜降解发挥功能，但是它对于分生孢子产生和致病过程没有显著的影响。此外，研究发现胞吐体亚基VdExo70可能影响了几丁质酶VdChi1和VdChi2的分泌过程，这也为丝状真菌中重要分泌途径的研究提供一个新的思路。本论文的研究结果为探索棉花黄萎病的防治提供了潜在的基因资源。
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