胡麻枯萎病生防菌SF1生防功能基因的预测

发布时间：2017-10-27 10:04

  本文关键词：胡麻枯萎病生防菌SF1生防功能基因的预测

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【摘要】：本论文以实验室分离得到的萎缩芽孢杆菌SF1为研究对象,首先,对菌株SF1的生长特性进行了测定；其次,测定了菌株SF1对不同省份分离的胡麻枯萎病病原菌的抑制效果；最后,对菌株SF1的全基因组序列进行了测定和解析,从中筛选潜在的生防基因。本文的主要研究内容和结果如下：1、绘制了菌株SF1的种子生长曲线和发酵生长曲线。确定种子培养条件为：温度37℃,150r/min振荡培养11h；发酵培养条件为：接种量1%,温度32℃,150r/min振荡培养24h。2、经Illumina MiSeq测序平台对菌株SF1的全基因组序列进行测定和解析。结果显示菌株SF1基因组大小为4,143,714bp,编码蛋白质的序列有3,615,237bp,占全部基因组的87.2%。克隆获得了β-1,3-葡聚糖酶基因。基因全长1086bp,与Bacillus atrophaeus UCMB-5137的yhfE基因相似性为95%,证明全基因组测序结果真实可靠。3、经蛋白比对注释,SF1基因组中含有多种抗生素的基因簇,包括核糖体合成的细菌素(枯草杆菌蛋白酶subtilosin、抗霉枯草菌素mycosubtilin和表皮菌素epidermin等)和抗菌酶类(几丁质酶Chitinase、β-1,3-葡聚糖酶β-1,3- glucanase和蛋白酶protease等)。同时也包含有非核糖体合成的抗菌脂肽类物质(表面活性素surfactin和丰原素fengycin)和菌溶素(bacilysin);还发现在非核糖体合成途径中催化合成聚酮类抗生素bacillaene的基因簇PKS,催化磷脂类抗生素bacilysocin的基因ytpA。同时还发现有儿茶酚型嗜铁素铁载体(siderophore bacillibactin)以及与swarming定植密切相关的5个基因,分别为swrA、flgB、efp、srfA和cheB等。4、将全基因组测序信息与Bacillus atrophaeus 1942参考基因组进行比对,发现有5个差异基因,预测其可能与SF1生防作用相关。5个基因分别为聚酮化合物生物合成烯酰-CoA水合酶、聚酮合酶、抗霉枯草菌素合成酶亚基A、超氧化物歧化酶以及铁载体儿茶酚型嗜铁素合成酶。
【关键词】：萎缩芽孢杆菌 生物防治 高通量测序 基因预测
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S435.659;S476.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 一 引言10-19
• 1.1 萎缩芽孢杆菌概述10-11
• 1.2 芽孢杆菌防治植物病害的研究现状11-12
• 1.3 芽孢杆菌合成的抗菌物质12-15
• 1.3.1 核糖体合成途径合成的抗菌活性物质13-14
• 1.3.2 非核糖体合成途径合成的抗菌活性物质14-15
• 1.3.3 其他物质15
• 1.4 芽孢杆菌的生防作用机制15-16
• 1.4.1 竞争作用15-16
• 1.4.2 拮抗作用16
• 1.4.3 诱导植物抗性16
• 1.5 全基因组测序分析16-18
• 1.6 本论文的研究目的和研究内容18-19
• 1.6.1 研究目的18
• 1.6.2 研究内容18-19
• 二 材料与方法19-27
• 2.1 材料19-22
• 2.1.1 菌种19
• 2.1.2 培养基19
• 2.1.3 溶液的配制19-20
• 2.1.4 主要试剂20-21
• 2.1.5 主要仪器设备21-22
• 2.2 实验方法22-27
• 2.2.1 萎缩芽孢杆菌SF1种子生长曲线的绘制22
• 2.2.2 萎缩芽孢杆菌SF1发酵曲线的绘制22-23
• 2.2.3 萎缩芽孢杆菌SF1全基因组序列的测定23-24
• 2.2.4 萎缩芽孢杆菌SF1基因组的提取24-25
• 2.2.5 β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆25-27
• 三 结果与讨论27-49
• 3.1 萎缩芽孢杆菌SF1生长曲线的测定27-29
• 3.1.1 萎缩芽孢杆菌SF1的种子生长曲线27-28
• 3.1.2 萎缩芽孢杆菌SF1的发酵曲线28-29
• 3.2 萎缩芽孢杆菌SF1全基因组序列的测定及分析29-38
• 3.2.1 全基因组质量分析29-31
• 3.2.2 全基因组数据结果31-33
• 3.2.3 蛋白编码基因功能注释33-38
• 3.3 β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆38-39
• 3.4 鉴别潜在的生物防治基因39-45
• 3.4.1 核糖体合成的酶类40
• 3.4.2 核糖体合成的细菌素40-41
• 3.4.3 非核糖体合成途径合成的脂肽类物质41-43
• 3.4.4 其他有抗菌效果的基因43-45
• 3.5 差异基因比对45-46
• 3.6 潜在生物防治基因作用机制46-49
• 四 结论49-50
• 五 参考文献50-56
• 六 附录56-57
• 七 致谢57

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本文编号：1102997