人参锈腐病菌诱导生防甲基营养型芽孢杆菌NJ13的转录组测序及分析

发布时间：2020-10-11 05:27

　　 甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)NJ13菌株是一株对人参锈腐病菌(Ilyonectria robusta)具有较好防病效果的生防菌株。本研究开展了NJ13菌株与人参锈腐病菌DQX01的互作研究,确定了抑制锈腐病菌孢子萌发的互作关键时间点,通过转录组测序技术分析了互作过程中的NJ13菌株的基因差异表达变化和基因表达谱,以期了解NJ13中可能参与抑制DQX01孢子萌发的基因。具体试验结果如下:1.室内显微观察测定了NJ13对DQX01孢子萌发的影响,发现相比于清水对照组,加入NJ13处理的DQX01的孢子萌发率明显降低,NJ13对DQX01孢子萌发的抑制率可达60%以上。同时DQX01的孢子形态随着两菌株共培养时间的延长,孢子逐渐膨大呈“念珠”形状。试验确定接种NJ13后共培养3 h为两菌株互作关键时间点。2.转录组测序共获得了13.73 G数据量。以|log2(FoldChange)|5为高表达差异基因选择标准,共获得高表达差异基因51个(上调16个,下调35个)。通过对差异表达基因进行显著性富集分析,发现这些差异基因主要富集在分子功能的碳水化合物运输、离子跨膜运输等,以及参与生物学过程的碳水化合物代谢、维生素代谢等。同时,对获得的差异基因进行了代谢通路分析。3.从高表达的基因中,挑选出6个基因分别进行不同时间点的qPCR表达量分析。结果显示,在互作3 h时,基因表达量最高,随着时间延长,基因的表达值皆有下降的趋势,说明互作的关键时间点3 h的选择较为准确。荧光定量结果显示,转录组测序获得的上调差异表达基因经检测表达量依旧上调,下调差异表达基因经检测表达量依旧下调,检测结果同转录组测序结果相一致,说明转录组测序结果可靠。4.从高表达的基因中,选取并设计36个不同基因的引物进行克隆验证,验证目的基因与原始差异基因的相似度,确保转录组测序所得基因的准确性。经克隆成功验证24个目的基因。
【学位单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S435.675;S476
【部分图文】：

由孢子萌发数据（表 2-1）及孢子萌发柱形图（图 2.1）可知。人参锈腐病菌在孢子萌发率明显提高，萌发率达到 10%以上。因此，选择 3 h 作为加入 NJ13 生初始时间点，进行病原菌与生防菌互作培养。表 2-1、不同时间孢子萌发率Table 2-1. Spore germination rate at different times时间(h) 萌发率（%） 5%显著水平23456713.65±0.7214.70±2.7729.10±2.0268.65±3.8477.55±1.4186.30±0.87eedcba

表 2-2、不同时间孢子萌发抑制率Table 2-2. Spore germination inhibition rate at different times时间（h） 抑制率（%） 5%显著水平1 61.60±10.42 a2 65.26±5.58 a3 62.56±5.18 a4 50.30±3.91 a5 48.55±3.53 a6 47.14±1.59 a12 18.05±3.29 b

图 2.3 孢子萌发显微图，A-H 分别为加入 NJ13 处理 0h，1h，2h，3h，图, J-Q 分别为清水处理 0h，1h，2h，3h，4h，5h，6h, 12h 后的Fig. 2.3 Microscopy of spore germination,A-G was treated with NJ112h, 24h. H-N was treated with water for 0h, 1h, 2h, 3h, 4h,由显微图片可知，加入生防菌 NJ13 处理 2 h 之前，锈腐入生防菌 NJ13 处理 3 h 时，锈腐病菌孢子开始逐渐膨大，呈12h 时，可观察到孢子萌发长出的芽管畸形，由此可知，生防明显的拮抗作用，可导致孢子膨胀和芽管畸形。2.4 小结芽孢杆菌属细菌是自然界优势的微生物种群，该属细菌大畜无害，而且多数种类具有抑制植物病原菌生长的能力。芽孢要表现在对菌丝生长的抑制和对孢子萌发的影响这两个方面。孢杆菌 NJ13 对人参锈腐病菌 DQX01 孢子萌发的影响。通过微观察两个方面验证了 NJ13 对 DQX01 孢子萌发的抑制作用。
【参考文献】

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本文编号：2836135