2.2碳源对StSte12基因调控玉米大斑病菌菌落形态的影响
StSte12 RNAi阳性转化子StRNAi 3-6的菌落形态与野生型菌株显著不同，菌落颜色变浅，气生菌丝减少，菌落平伏，菌丝生长势减弱，在4种碳源培养基上的菌落形态基本一致，受碳源种类的影响较小；StSte12 RNAi阳性转化子StRNAi 9-10的菌落形态与野生型菌株基本一致，但菌落颜色受碳源种类的影响非常显著，白色菌丝体的面积按葡萄糖、蔗糖、乳糖、可溶性淀粉的顺序逐渐扩大(图3)。以上试验结果表明，StSte12对玉米大斑病菌的菌丝颜色、长势和气生菌丝数量有一定的调控作用，尤其对菌丝颜色的调控最明显，随着StSte12基因表达量的降低，菌丝颜色变浅，推测StSte12基因可能与菌丝的黑色素合成有关，StSte12基因表达量的降低会抑制菌丝黑色素的合成。StSte12基因表达量减少约1/3时对菌丝颜色的调控作用受碳源种类影响显著，按葡萄糖、蔗糖、乳糖和可溶性淀粉的顺序对黑色素合成的抑制作用逐渐增强，但当StSte12基因表达量减少约2/3时对菌丝颜色的调控作用受碳源种类的影响较小。
图3碳源对StSte12基因调控玉米大斑病菌菌落形态的影响
2.3碳源对StSte12基因调控玉米大斑病菌产孢量的影响
碳源种类对玉米大斑病菌分生孢子的产生有显著影响。对于野生型菌株来说，葡萄糖和可溶性淀粉培养基上的产孢量最高，其次为蔗糖培养基，产孢量仅为葡萄糖培养基的51%，乳糖培养基的产孢量最低，仅为葡萄糖培养基的14%(图4)。碳源对StSte12基因RNAi阳性转化子StRNAi 9-10产孢量的影响与对野生型菌株基本一致，但是，除了乳糖培养基以外，StRNAi 9-10的产孢量均较野生型菌株
显著下降，葡萄糖培养基上下降了66%，蔗糖培养基上下降了47%，可溶性淀粉培养基上下降了67%。StSte12基因RNAi阳性转化子StRNAi 3-6在4种碳源培养基上几乎都不产生分生孢子(图4)。试验结果表明，StSte12基因对玉米大斑病菌分生孢子的发育有重要的调控作用，StSte12基因的表达量下降时，产孢量显著减少。除了乳糖以外，葡萄糖、蔗糖和可溶性淀粉对StSte12基因调控产孢量的影响均达显著水平。
A.葡萄糖,B.蔗糖,C.乳糖,D.可溶性淀粉；图中数字为各处理与WT在葡萄糖培养基上产孢量的比值;*表示P>0.05,**表示P<0.01
2.4碳源对StSte12基因调控玉米大斑病菌菌丝和分生孢子形态的影响
显微观察3种供试菌株在4种碳源培养基上的菌丝和分生孢子形态，结果表明，StSte12基因RNAi阳性转化子StRNAi 9-10与野生型菌株的分生孢子形态和菌丝形态在4种供试碳源培养基上基本一致。与其他2个供试菌株相比，StRNAi 3-6的菌丝纤弱，分节小甚至无分节，颜色较浅，在葡萄糖、蔗糖和乳糖培养基上的表现基本一致，但在可溶性淀粉培养基上，菌丝颜色更浅，更纤细，生长势更弱(图5)。试验结果表明，StSte12基因对玉米大斑病菌菌丝长势和颜色有一定的调控作用，可溶性淀粉对该调控作用有一定的影响，此试验结果与2.1和2.2的结果一致。
图5碳源对StSte12基因调控玉米大斑病菌菌丝和分生孢子形态的影响
3结论与讨论
Ste12基因最早是在酿酒酵母中发现的，其是丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径下游的一个关键调控因子，主要功能是调控酵母细胞的交配反应、假菌丝发育及侵入生长。Madhani等已经证实，Ste12基因也存在于丝状真菌以及人类和植物的一些病原菌中。研究表明，香蕉枯萎病菌Ste12基因在病原菌侵染寄主的过程中起主要作用。在黄瓜炭疽病菌、西瓜炭疽病菌和番茄枯萎病菌中，缺失Ste12基因的菌株毒力显著下降，这表明Ste12基因在病菌侵染植株的过程中发挥重要作用。
玉米大斑病菌Ste12同源蛋白StSte12具有Ste12-like所特有的DNA结合结构域和空间结构，该蛋白在附着胞发育中发挥重要功能。本试验研究了StSte12基因对玉米大斑病菌菌丝和分生孢子发育的调控作用，结果表明，StSte12基因对菌丝生长和分生孢子发育均有重要的调控作用，该基因的表达量下降后，菌丝的生长势变弱，颜色变浅，生长速度下降，产孢量显著降低。目前，有多篇关于Ste12-like基因调控病原真菌菌丝发育的报道，如白色念珠菌(Candidaalbicans)Ste12的下游靶基因CHS7缺失突变体的菌丝异常弯曲，在培养基表面不能辐射状生长；轮枝镰孢菌(Fusariumverticillioides)Ste12的下游靶基因CHS5缺失突变体的菌丝细胞膨大，对抗真菌药物Nikkomycin Z敏感，病菌的致病性降低；稻瘟病菌和尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)的Ste12-like功能缺失突变体因不能产生正常的侵染性菌丝而导致致病性丧失或下降。这些研究结果均表明，Ste12基因对菌丝发育的调控作用与病菌的致病性显著相关。
碳源是真菌合成碳水化合物和氨基酸骨架的主要来源，同时也是植物病原真菌生长发育的重要营养来源之一。本试验研究了碳源对StSte12基因调控玉米大斑病菌菌丝和分生孢子发育的影响，结果表明，在4种供试碳源中，可溶性淀粉对StSte12基因调控菌丝生长和发育的影响最大，而乳糖对StSte12基因调控分生孢子发育的影响最小。其可能的原因是：可溶性淀粉属于多糖，病菌需要将其降解为寡糖或单糖才能吸收利用，在同等质量条件下，多糖的吸收利用比单糖和双糖需要消耗更多的能量，需要更长的时间，因此不利于病菌的营养生长，即菌丝的生长发育；乳糖本身就不利于玉米大斑病菌分生孢子的产生，野生型菌株在乳糖培养基上的产孢量很少，即乳糖对玉米大斑病菌分生孢子产生有一定的抑制作用，这种抑制作用可能抵消了StSte12基因对分生孢子产生的调控作用。
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