稻瘟病菌自噬基因缺失对菌体及其寄主代谢的影响及差异代谢物筛选

发布时间：2017-08-04 02:13

  本文关键词：稻瘟病菌自噬基因缺失对菌体及其寄主代谢的影响及差异代谢物筛选

  更多相关文章： 稻瘟病菌 自噬 代谢组学 植物-病原菌互作 代谢通路

【摘要】：自噬相关基因(ATG, autophagy associated gene)缺失影响真菌自噬,同时影响真菌代谢产物含量。植物与病原菌互作的过程具有高度特异性,这一过程可以产生大量的代谢产物,可以通过这些代谢产物的变化研究病原与寄主的互作。稻瘟病菌Magnaporthe oryzae中MoATG1缺失导致稻瘟病菌自噬过程中断,对水稻CO-39失去致病力；MoATG11缺失不影响细胞自噬,突变体AMoatg11仍能引起水稻病害,且致病力与guyll一致；MoATG15缺失突变体AMoatg15对水稻的致病力降低。为进一步认识稻瘟病菌自噬相关基因的功能,本论文首次应用GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrometer)及LC-MS (Liquid Chromatography Mass Spectrometer)技术结合主成分分析(PCA, Principal Component Analysis)、正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA, Orthogonal Partial Least Squares-Discriminant Analysis)等多元统计学分析方法,对稻瘟病菌野生型菌株guyll、自噬基因缺失突变型菌株1Moatg1、AMoatg11、AMoatg15及受这些不同基因型菌株侵染的水稻进行了代谢组学研究。主要研究成果如下：(1)鉴定了稻瘟病菌受自噬基因MoATG1、MoATG11、MoATG15缺失影响的43种差异代谢物,据此构建了受自噬基因MoATG1、MoATG11、MoATG15影响的稻瘟病菌代谢调控网络,涉及到TCA循环、糖酵解、维生素类代谢、氨基酸代谢及次级代谢等通路的变化,并对这些代谢通路及其生物学意义进行了阐述。(2)鉴定了水稻响应不同基因型菌株侵染的45种差异代谢物。结合水稻叶片的致病性表型分析结果,我们发现病原菌自噬基因缺失对其寄主的影响差异主要是致病性不同引起的。对45种差异代谢物涉及的水稻通路进行权重分析,得到影响权重最大的5条通路,分别是：丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,苯丙氨酸代谢,磷酸肌醇代谢,乙醛酸和二羧酸代谢,并且构建了以这5条通路为骨架的水稻代谢调控网络,阐述了其生物学意义。本研究将为全面系统地阐明稻瘟病菌自噬相关基因的功能,进行自噬药物靶标筛选,建立稻瘟病菌自噬药物验证体系,研究开发防治稻瘟病的新型高效农药提供理论依据,以期降低稻瘟病发生率,提高水稻生产的产量和质量。
【关键词】：稻瘟病菌 自噬 代谢组学 植物-病原菌互作 代谢通路
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S435.111.41
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 文献综述10-20
• 1 代谢组学概述10-12
• 1.1 代谢组学的概念10
• 1.2 代谢组学研究方法10-12
• 2 代谢组学的应用12-15
• 2.1 植物对死体营养病原真菌的代谢组学响应12-13
• 2.2 植物对活体/半活体营养病原菌的代谢组学响应13-15
• 3 真菌自噬15-19
• 3.1 ATG基因15-18
• 3.2 自噬对真菌的生物学影响18-19
• 4 本研究的目的及意义19-20
• 第二章 自噬基因缺失对稻瘟病菌代谢谱的影响20-57
• 第一节 基于GC-MS的代谢谱分析20-33
• 1 材料和方法20-22
• 2 结果与分析22-33
• 第二节 基于LC-MS的代谢谱分析33-52
• 1 材料和方法33-34
• 2 结果与分析34-52
• 第三节 自噬基因缺失影响稻瘟病菌相关代谢通路的生物学效应阐述52-57
• 第三章 水稻响应稻瘟病菌侵染的代谢谱分析57-97
• 第一节 基于GC-MS的代谢谱分析57-77
• 1 材料和方法57-58
• 2 结果与分析58-77
• 第二节 基于LC-MS的代谢谱分析77-91
• 1 材料和方法77-78
• 2 结果与分析78-91
• 第三节 水稻响应稻瘟病菌侵染的相关代谢通路的生物学效应阐述91-97
• 第四章 总结与展望97-100
• 1 稻瘟病菌中MoATG1、MoATG11、MoATG15缺失对菌体代谢组及寄主水稻代谢组的影响97-98
• 2 研究的创新点98-99
• 3 存在不足及展望99-100
• 参考文献(references)100-105
• 附录105-108

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本文编号：617316