玉米大斑病菌GPCRs超家族的基因鉴定及其在孢子发育过程中的转录模式

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)广泛存在于动物、植物以及微生物中,是最大的涉及信号转导的膜受体家族.本研究通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)基因组数据库,鉴定并获得GPCRs超家族基因及其基因组定位;采用MEGA 6.0软件进行系统进化分析;通过通用样品数据系统(generalized sample data system,GSDS)工具进行基因结构分析;利用InterPro和SMART工具分析GPCRs的保守结构域.进一步利用qRT-PCR技术,对所确定的GPCR基因在分生孢子发育形成侵染结构的过程中不同阶段的相对表达量进行分析.结果表明,在玉米大斑病菌基因组中至少有9个典型的GPCR,其中3个属氮源感应因子类,信息素受体和碳源感应因子类各2个,类环磷酸腺苷受体和真菌视蛋白类各1个.这些基因散布在玉米大斑病菌基因组中,且结构复杂多样,但所有成员编码产物均由N端、7个跨膜结构域、3个胞内环、3个胞外环及C端组成.每个跨膜结构域包含20～25个氨基酸.以分生孢子为对照,所有基因在附着胞成熟时期接种后12 h(12 hours post inoculation,12 hpi)均显著下调(P＜0.05);除基因StRtc1和Stfdd123以外,全部基因整体变化趋势均呈现上调/持平(3 hpi)-上调(6 hpi)-下调(12 hpi)-上调(24 hpi)的规律,尤其在侵入丝形成时期(24 hpi)显著上调(P＜0.05).在附着胞形成时期(6 hpi),仅StSte2p和StRtc2表达显著上调.St Rtc1和Stfdd123在各阶段中的表达量与对照差异不显著或显著降低.本研究为深入解析植物病原真菌GPCR超家族的功能提供了理论依据.