白粉菌交配型位點基因結構及分子系統學關系

摘要：白粉菌是一類植物專性寄生真菌,廣泛分布于世界各地,可引起多種植物白粉病。開展白粉菌交配型基因研究可以為全面認識白粉菌的生活史循環和系統演化提供證據。本研究以子囊菌中已報道的10種MAT基因和4種側翼基因的氨基酸序列為種子序列,采用生物信息學方法在21個白粉菌基因組中進行氨基酸同源性分析,探索MAT基因及其側翼基因的種類和線性排布。結果表明,21個白粉菌基因組中有10個屬于MAT1-1型,包含MAT1-1-1和MAT1-1-3兩種基因;10個屬于MAT1-2型,僅包含MAT1-2-1基因;在Erysiphe pulchra的基因組中同時存在MAT1-1-1、MAT1-1-3、MAT1-2-1;而4種側翼基因SLA2、APC5、APN2和CoxVia在21個白粉菌基因組中均存在。21個菌株中有兩個菌株Blumeriagraminisf.sp.hordei RACE1和Golovinomyces orontii的MAT基因和4種側翼基因分布在同一個scaffold,其余菌株MAT基因和側翼基因均不在同一scaffold出現。本研究分別分析了具有MAT1-1和MAT1-2的菌株中MAT基因和4種側翼基因的排列關系,同時根據9個菌株的MAT基因注釋信息,推測了其他菌株的MAT基因結構。結果表明,同屬白粉菌的MAT基因結構相同,屬間MAT基因結構差異明顯。以從白粉菌基因組中獲得的MAT1-1-1、MAT1-1-3和MAT1-2-13種MAT基因序列分別構建系統發育樹,發現布氏白粉菌屬Blumeria、白粉菌屬Erysiphe和戈洛文白粉菌屬Golovinomyces分別形成獨立分枝,且白粉菌屬與戈洛文白粉菌屬形成姊妹群,這與前人對白粉菌系統發育關系的研究結果一致。本研究得到的白粉菌MAT基因種類、分布及其結構的相關結果為進一步實驗提供了理論依據,為探究白粉菌的系統發育提供了新的思路。