フザリウム病原菌の分生胞子形成を制御する遺伝子発現ネットワークの解析

镰孢菌病原体中控制分生孢子形成的基因表达网络分析

• 批准号: 04J05852
• 负责人: 飯田 祐一郎
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J05852/
• 关键词: 植物病原糸状菌; メロンつる割病; Fusarium oxysporum; 胞子形成; EST解析

土壌伝染性糸状菌Fusarium oxysporumは、小型胞子、大型胞子、厚膜胞子の3種の分生(無性)胞子を形成し、これら胞子が自然界での伝染源、耐久生存器官として重要な機能を果たしている。本菌は、栄養豊富な完全培地では胞子を形成しないが、カルボキシメチルセルロース(CMC)を唯一の炭素源とする培地では、ほとんど菌糸生育せず、小型胞子と大型胞子を大量に形成する。本研究では、完全培地とCMC培地における発現遺伝子群をEST(expressed sequence tag)解析とリアルタイムRT-PCR解析によって比較し、胞子形成関連遺伝子群を網羅的に同定するとともに、それらの発現ネットワークの解明を目指す。昨年度は、栄養成長時と胞子形成時のEST解析を行い、両培地における発現遺伝子群が顕著に異なることを明らかにした。また、cDNAドットブロットディファレンシャル解析とリアルタイムRT-PCR解析によって、胞子形成時に特に高発現する53クローンを同定した。先に当研究室では、胞子形成に不可欠な2つの転写制御因子(Ren1とFoStuA)を同定している。本年度は、EST解析によって同定した胞子形成時に特異的に発現する遺伝子群について、ΔREN1変異株とΔFoSTUA変異株における発現レベルをcDNAドットブロット解析とリアルタイムRT-PCR法によって定量解析し、Ren1とFoStuAによって発現が制御される遺伝子群をそれぞれ同定した。さらに、Ren1によって正に制御される遺伝子群のうち亜硝酸還元酵素遺伝子に着目し、形質転換系を用いた遺伝子破壊によって変異株を作出した。変異株の胞子形成様相を観察した結果、Ren1によって発現が制御される亜硝酸還元酵素は小型胞子と厚膜胞子の形成には関与しないが、大型胞子の形成に重要であることが明らかとなった。

土壤感染的丝状真菌孢子孢子形成了三种类型的先天性（无性）孢子：小孢子，大孢子和clastulus孢子，这些孢子是自然的感染和耐用生存器官的重要功能。该细菌不会在完全富含营养的培养基中形成孢子，而是在含有羧甲基纤维素（CMC）的培养基中作为唯一的碳源，它几乎不会生长菌丝体，并形成大量的大小孢子。在这项研究中，我们使用EST（表达序列标签）分析和实时RT-PCR分析比较了完整培养基和CMC培养基中表达的基因组，以全面识别与孢子相关的基因组，并旨在阐明其表达网络。去年，在营养生长和孢子形成过程中进行了EST分析，表明两种培养基中表达的基因群都有很大差异。此外，通过cDNA点斑点差异分析和实时RT-PCR分析，鉴定出53个克隆在孢子形成过程中特别表达的53个克隆。以前，我们的实验室已经确定了两个转录调节剂（REN1和FOSTUA）对于孢子形成必不可少的。在今年，通过ΔREN1和ΔFostua突变菌株在孢子形成过程中特异性表达的基因表达水平通过cDNA点斑点分析和实时RT-PCR定量分析，分别鉴定了由REN1和FOSTUA调节的基因组。此外，重点关注由Ren1积极调控的基因的亚硝酸盐还原酶基因，使用转化系统通过基因破坏产生了突变菌株。观察突变菌株的孢子样行为表明，亚硝酸盐还原酶的表达受Ren1的调节，不参与小孢子的形成，但对于形成大孢子很重要。

项目成果

Identification of genes up-regulated during conidiation of Fusarium oxysporum through expressed sequence tag analysis

• DOI: 10.1016/j.fgb.2005.11.003
• 发表时间: 2006-03-01
• 期刊: FUNGAL GENETICS AND BIOLOGY
• 影响因子: 3
• 作者: Iida, Y;Ohara, T;Tsuge, T
• 通讯作者: Tsuge, T