桃褐腐病菌基因组及MfOfd1基因功能研究

发布时间：2020-07-03 12:01

【摘要】：链核盘菌(Monilinia spp.)引起的桃褐腐病是桃生产中最重要的病害之一,它在果实生长期和贮藏期造成巨大的经济损失。Monilinia spp.不仅侵染桃、李、杏等核果类果树,还对苹果、梨等仁果类果树造成危害,严重制约我国水果的优质高产。本研究以桃褐腐病菌(Monilinia spp.)为材料,基于基因组学、转录组学、生物学手段相结合的方法明确基因组特征,探索其致病机理,具体研究结果如下。对我国导致桃褐腐病的三个主要病原种Monilinia fructicola,M.mumecola,M.yunnanensis进行全基因组测序、组装与功能注释,为桃褐腐病菌的深入研究奠定基础。结果表明,三个种的代表菌株基因组大小分别为45.40 Mb、40.18 Mb、44.74 Mb;大于2 kb的片段分别有163、144、146条;最长序列长度分别为4.19 Mb、2.42 Mb、3.36 Mb;N50值分别为2.20 Mb、1.00 Mb、1.01 Mb。分别预测到M.fructicola,M.mumecola,M.yunnanensis有10636、11077、10948个蛋白编码基因;分泌蛋白和转运RNA分别有872、908、886和336、232、229个。M.fructicola的转运RNA显著多于M.mumecola和M.yunnanensis。采集接种桃果实后1 h,3 h,6 h,12 h,24 h和孢子萌发(sg)阶段的M.fructicola菌株Bmpc7样品,完成RNA-Seq测序。针对不同侵染时期,鉴定特异性差异表达基因。结果表明,1 hpi是病菌与寄主相互识别、相互作用的重要时期,该阶段共有1548个差异表达基因,其中773个上调表达,775个下调表达。对比早期侵染阶段(1 hpi,3 hpi,6 hpi,sg),发现1 hpi有188个特异性差异表达基因,其中100个上调表达,88个下调表达。同时该阶段的差异基因GO富集分析结果显示,生物学过程和分子功能类别下的下调基因都主要富集在氧化还原相关过程中。病原菌侵染植物,寄主会释放大量活性氧,病原菌编码氧化还原相关酶的基因表达被抑制,对活性氧的解毒能力变弱,造成侵染初期病害发展缓慢。从1 hpi阶段的上调表达基因中鉴别出MfOfd1基因显著上调表达。该基因含有1个61 bp的内含子,CDS区2037 bp,编码678个氨基酸。通过CRISPR/Cas9与同源重组相结合的方法敲除该基因,敲除转化子产孢量降低53%-83%,且对H_2O_2更敏感。在侵染初期,寄主活性氧迸发抑制转化子生长,导致其致病力下降。此外,转化子对甘油、山梨醇、NaCl等外源渗透压胁迫更敏感,同时对二甲酰亚胺类杀菌剂(异菌脲和菌核净)的敏感性增强。以上结果表明MfOfd1基因在M.fructicola应对氧化应答、渗透压信号转导途径及致病过程中发挥重要作用。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S436.621.13

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本文编号：2739634