Uegpa3基因在菰黑粉菌二型态转换中的作用

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)可以侵染菰(Zizania latifolia)茎基部,形成可食用的肉质茎—茭白.研究发现,菰黑粉菌是一种二态性真菌,存在酵母型和菌丝型的转换.当信息素基因mfa(mating factor)基因编码的脂肽类信息素与信息素受体(pheromone receptor,pra)基因编码的信息素受体相互识别后,会激活环化腺苷酸介导的蛋白激酶A(cyclic adenosine monophosphate-protein kinase A,cAMP-PKA)信号转导途径和促丝裂原活化蛋白激酶级联信号(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途径,使两个酵母型的性亲和单倍体菌株融合形成菌丝从而产生致病性.本研究基于菰黑粉菌全基因组分析,克隆得到菰黑粉菌中编码G蛋白α亚基的基因(Ustilago esculenta guanine uncleotide-binding protein subunit alpha-3,Uegpa3)(GenBank No.ALS87611.1),该基因的cDNA全长1065 bp,无内含子,编码354个氨基酸,具有典型的Gα结构域.表达模式分析发现:Uegpa3在接合管形成时期表达上调.通过聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)介导的原生质体转化方法将Uegpa3缺失突变后发现:Uegpa3缺失菌株无法融合形成菌丝.进一步研究发现Uegpa3突变后无法形成接合管,且信息素合成基因表达受到显著抑制.以上结果表明:菰黑粉菌中的Uegpa3可能通过影响信息素信号的传递,继而影响菰黑粉菌接合管的形成,从而影响菰黑粉菌二型态转换.本研究初步探究了菰黑粉菌中编码G蛋白α亚基的基因Uegpa3在二型态转换中的作用,为菰黑粉菌与茭白互作机制的研究提供了基础材料.