赵茜:籽用南瓜蔓枯菌遗传多样性分析及潜在致病基因挖掘论文

赵茜:籽用南瓜蔓枯菌遗传多样性分析及潜在致病基因挖掘论文

本文主要研究内容

作者赵茜(2019)在《籽用南瓜蔓枯菌遗传多样性分析及潜在致病基因挖掘》一文中研究指出:籽用南瓜是南瓜属(Cucurbita)食用种子的栽培种,是黑龙江省的主要经济作物之一。近年来,随着其种植面积不断扩大,连作现象多有发生,导致蔓枯病发生严重,对籽用南瓜产业的发展造成严重影响。蔓枯病是由蔓枯菌侵染而形成的,蔓枯菌属于亚隔孢壳属(Didymella),其发病快,易大面积传播、蔓延,常造成瓜类作物产量和品质的大幅下降。然而,籽用南瓜蔓枯菌的优势种群和致病基因不明,严重影响防治效果。鉴于此,2012年至2016年期间,对黑龙江省籽用南瓜主产区进行了实地调研,采集了籽用南瓜蔓枯病病叶,在分离病原菌的基础上,结合形态学与ITS序列,进行了籽用南瓜蔓枯菌的遗传多样性分析,利用高通量测序技术获得了全基因组信息,分析了侵染寄主前、后的转录本差异表达,试验结果表明:获得形态差异明显的籽用南瓜蔓枯菌30株,利用ITS序列鉴定其均为Stagonosporopsis cucurbitacearum(Sc.),由此推断Sc.为该地区主要的籽用南瓜蔓枯菌种群。综合菌落颜色、形态、生长速率等方面存在的差异,将籽用南瓜蔓枯菌分为7种形态学类型,分别命名为Ⅰ型-Ⅶ型。筛选出Sc.最适生长条件:pH值为6.0,生长温度为25℃,最适碳源为葡萄糖,最适氮源为蛋白胨。通过基因组序列多位点系统进化分析,上述30株菌株可分为两种基因型(基因型A和B),并分析这些菌株的ITS保守基序,发现该病原菌具有两个共有基序(common motifs),不同小种间仅存在共有基序之外的序列差异。保守基序的确定为快速、准确地检测Sc.,诊断蔓枯病早期症状提供数据参考。构建了Sc.代表菌株zq-1的cDNA文库,通过PacBio RS II测序,获得5.24Gb高质量基因组数据,并将原始数据过滤和质量控制数据进行了三代组装,获得Sc.的全基因组序列,基因组大小为35.28 Mb,预测含有9844个基因。其中,基于Rfam数据库识别到82个家族的257个非编码RNA,1024个含有信号肽的蛋白,2066个跨膜蛋白和756个分泌蛋白;利用CAZyme、TCDB和PHI专有数据库预测的分泌蛋白数目分别为605、130、2869个;识别6-mA甲基化位点30833个,4-mC DNA甲基化位点1228069个。获得的Sc.基因组组装及注释信息,为全面深入解析该真菌的基因组信息提供依据。Sc.与Leptosphaeria maculans(Lm.)菌株在基因组长度(35.28 Mb vs.45.12 Mb)、蛋白编码基因数量(9844 vs.12469)等方面都较为相似,推测这两个菌种存在较近的亲缘关系或在进化阶段很接近。通过共线性分析,获得菌株Sc.和Lm.的相似基因,为进一步揭示Sc.的潜在基因功能、阐明物种进化关系和探究基因组的内部结构奠定基础。采用RNA-seq高通量测序技术,开展了Sc.侵染籽用南瓜前、后基因差异表达分析,共获得44.62Gb的高质量转录组测序数据(Q30碱基百分比在92.38%及以上),单个基因进行功能注释并根据基因在不同样品中的表达量,识别差异表达基因341个,其中上调基因170个,下调基因171个。对上述差异表达的基因进行GO功能注释以及KEGG通路分析,预测52个可能为致病基因,其中34个基因涉及水解酶、蛋白激酶、磷酸酶、纤维素酶等多个分子功能,15个基因涉及生物学进程,3个基因与MAPK通路、ABC转运蛋白、细胞内吞作用相关,这些基因很可能在蔓枯菌的生长和致病过程发挥重要作用。

Abstract

zi yong na gua shi na gua shu (Cucurbita)shi yong chong zi de zai pei chong ,shi hei long jiang sheng de zhu yao jing ji zuo wu zhi yi 。jin nian lai ,sui zhao ji chong zhi mian ji bu duan kuo da ,lian zuo xian xiang duo you fa sheng ,dao zhi man ku bing fa sheng yan chong ,dui zi yong na gua chan ye de fa zhan zao cheng yan chong ying xiang 。man ku bing shi you man ku jun qin ran er xing cheng de ,man ku jun shu yu ya ge bao ke shu (Didymella),ji fa bing kuai ,yi da mian ji chuan bo 、man yan ,chang zao cheng gua lei zuo wu chan liang he pin zhi de da fu xia jiang 。ran er ,zi yong na gua man ku jun de you shi chong qun he zhi bing ji yin bu ming ,yan chong ying xiang fang zhi xiao guo 。jian yu ci ,2012nian zhi 2016nian ji jian ,dui hei long jiang sheng zi yong na gua zhu chan ou jin hang le shi de diao yan ,cai ji le zi yong na gua man ku bing bing xie ,zai fen li bing yuan jun de ji chu shang ,jie ge xing tai xue yu ITSxu lie ,jin hang le zi yong na gua man ku jun de wei chuan duo yang xing fen xi ,li yong gao tong liang ce xu ji shu huo de le quan ji yin zu xin xi ,fen xi le qin ran ji zhu qian 、hou de zhuai lu ben cha yi biao da ,shi yan jie guo biao ming :huo de xing tai cha yi ming xian de zi yong na gua man ku jun 30zhu ,li yong ITSxu lie jian ding ji jun wei Stagonosporopsis cucurbitacearum(Sc.),you ci tui duan Sc.wei gai de ou zhu yao de zi yong na gua man ku jun chong qun 。zeng ge jun la yan se 、xing tai 、sheng chang su lv deng fang mian cun zai de cha yi ,jiang zi yong na gua man ku jun fen wei 7chong xing tai xue lei xing ,fen bie ming ming wei Ⅰxing -Ⅶxing 。shai shua chu Sc.zui kuo sheng chang tiao jian :pHzhi wei 6.0,sheng chang wen du wei 25℃,zui kuo tan yuan wei pu tao tang ,zui kuo dan yuan wei dan bai dong 。tong guo ji yin zu xu lie duo wei dian ji tong jin hua fen xi ,shang shu 30zhu jun zhu ke fen wei liang chong ji yin xing (ji yin xing Ahe B),bing fen xi zhe xie jun zhu de ITSbao shou ji xu ,fa xian gai bing yuan jun ju you liang ge gong you ji xu (common motifs),bu tong xiao chong jian jin cun zai gong you ji xu zhi wai de xu lie cha yi 。bao shou ji xu de que ding wei kuai su 、zhun que de jian ce Sc.,zhen duan man ku bing zao ji zheng zhuang di gong shu ju can kao 。gou jian le Sc.dai biao jun zhu zq-1de cDNAwen ku ,tong guo PacBio RS IIce xu ,huo de 5.24Gbgao zhi liang ji yin zu shu ju ,bing jiang yuan shi shu ju guo lv he zhi liang kong zhi shu ju jin hang le san dai zu zhuang ,huo de Sc.de quan ji yin zu xu lie ,ji yin zu da xiao wei 35.28 Mb,yu ce han you 9844ge ji yin 。ji zhong ,ji yu Rfamshu ju ku shi bie dao 82ge jia zu de 257ge fei bian ma RNA,1024ge han you xin hao tai de dan bai ,2066ge kua mo dan bai he 756ge fen bi dan bai ;li yong CAZyme、TCDBhe PHIzhuan you shu ju ku yu ce de fen bi dan bai shu mu fen bie wei 605、130、2869ge ;shi bie 6-mAjia ji hua wei dian 30833ge ,4-mC DNAjia ji hua wei dian 1228069ge 。huo de de Sc.ji yin zu zu zhuang ji zhu shi xin xi ,wei quan mian shen ru jie xi gai zhen jun de ji yin zu xin xi di gong yi ju 。Sc.yu Leptosphaeria maculans(Lm.)jun zhu zai ji yin zu chang du (35.28 Mb vs.45.12 Mb)、dan bai bian ma ji yin shu liang (9844 vs.12469)deng fang mian dou jiao wei xiang shi ,tui ce zhe liang ge jun chong cun zai jiao jin de qin yuan guan ji huo zai jin hua jie duan hen jie jin 。tong guo gong xian xing fen xi ,huo de jun zhu Sc.he Lm.de xiang shi ji yin ,wei jin yi bu jie shi Sc.de qian zai ji yin gong neng 、chan ming wu chong jin hua guan ji he tan jiu ji yin zu de nei bu jie gou dian ding ji chu 。cai yong RNA-seqgao tong liang ce xu ji shu ,kai zhan le Sc.qin ran zi yong na gua qian 、hou ji yin cha yi biao da fen xi ,gong huo de 44.62Gbde gao zhi liang zhuai lu zu ce xu shu ju (Q30jian ji bai fen bi zai 92.38%ji yi shang ),chan ge ji yin jin hang gong neng zhu shi bing gen ju ji yin zai bu tong yang pin zhong de biao da liang ,shi bie cha yi biao da ji yin 341ge ,ji zhong shang diao ji yin 170ge ,xia diao ji yin 171ge 。dui shang shu cha yi biao da de ji yin jin hang GOgong neng zhu shi yi ji KEGGtong lu fen xi ,yu ce 52ge ke neng wei zhi bing ji yin ,ji zhong 34ge ji yin she ji shui jie mei 、dan bai ji mei 、lin suan mei 、qian wei su mei deng duo ge fen zi gong neng ,15ge ji yin she ji sheng wu xue jin cheng ,3ge ji yin yu MAPKtong lu 、ABCzhuai yun dan bai 、xi bao nei tun zuo yong xiang guan ,zhe xie ji yin hen ke neng zai man ku jun de sheng chang he zhi bing guo cheng fa hui chong yao zuo yong 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自东北农业大学的赵茜,发表于刊物东北农业大学2019-08-27论文,是一篇关于籽用南瓜论文,全基因组分析论文,转录组论文,致病基因论文,东北农业大学2019-08-27论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东北农业大学2019-08-27论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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