3种炭疽菌P型ATP酶基因家族分析

发布时间：2018-03-19 02:47:15 来源：文档文库

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3种炭疽菌P型ATP酶基因家族分析
作者：孙董董林春花李博勋黄贵修
来源：《热带作物学报》2015年第04期

摘要 P型ATP酶是一类可以被ATP驱动其发生磷酸化的阳离子泵。利用TCDB（Transporter Classification Database）网站数据库中的P型ATP酶氨基酸序列对3种炭疽菌（禾谷炭疽、希金斯炭疽、胶孢炭疽）全基因组数据库进行搜索，结合结构域分析和进化树聚类分析，共找出候选P型ATP酶基因禾谷炭疽菌26个，希金斯炭疽菌37个，胶孢炭疽菌29个。对这些候选基因进行基因功能预测发现其主要参与转运Na+/K+、Ca2+、重金属离子以及磷脂的功能。利用MEME程序分析，从3种炭疽菌中均鉴定获得20个基序，其中有6个基序相同。这为深入研究炭疽菌P型ATP酶家族基因生物学功能奠定了基础。

关键词炭疽菌；P型ATP酶基因；生物信息；功能预测

中图分类号 S432.4 文献标识码 A

炭疽菌（Colletotrichum spp.）是一类重要的植物病原真菌，广泛分布于热带、亚热带和温带地区[1]，其种内变异较多，寄主范围广泛，包括蔬菜、牧草、果树、花卉等数十种重要的经济作物[2]。炭疽菌主要出现在春季和初夏，侵害木本植物的叶、花、枝、果实，其主要以分生孢子侵染，分生孢子依靠雨水传播，或者通过昆虫传播[3]。目前，炭疽菌已经成为研究病原真菌生长发育、侵染过程、信号转导及植物-病原菌互作机理的典型材料[4]。

ATP酶是一类能够水解ATP产生能量，使生物体内的各种阳离子能够逆电化学梯度进行跨膜转运的膜蛋白[5]。植物体内的ATP酶主要有3类，分别是位于质膜上的P型ATP酶；液泡膜上的V 型ATP酶以及与H+跨膜转运相耦联的F型ATP 酶[5]。P型ATP酶是一类可以被ATP驱动其发生磷酸化的阳离子泵，普遍存在于各种生物中，参与生物体许多重要的代谢过程，涉及膜电位的产生、肌肉收缩及去除细胞内有毒离子（Cu+、Ag+、Zn2+、Cd2+、或Pb2+）。在植物体内的物质运输、细胞信号转导和细胞膜稳定性等方面具有重要作用[4]。在植物病原真菌中，P型ATP酶家族基因除了参与离子运输、细胞信号转导等功能外，部分P型ATP酶还与病菌的生长发育和致病作用相关，Martin等[6-7]发现稻瘟病菌中的ATP酶基因MgAPT2和PDE1与病原菌的致病性密切相关，其中MgAPT2是稻瘟病菌侵染过程中分泌作用所必须的，该基因的突变导致多种胞外酶的分泌受阻，形成大量不正常的高尔基体类的囊泡，进而影响附着胞的形成[6]；PDE1是调节稻瘟病菌穿透菌丝的发育和致病作用[8]；蔡志英[9]克隆了橡胶树胶孢炭疽菌CgATPase基因，并利用基因敲除与互补技术对其进行分析，证实了CgATPase基因是橡胶树胶孢炭疽菌的一个致病基因，该基因不仅影响菌株穿透橡胶树叶片表皮组织的能力，还可调控菌株生长速度、产孢量、菌落形态、孢子大小和维持细胞的完整性。