照光抑制稻曲病菌菌丝生长的转录组分析
发布时间：2021-06-26 11:27
为探究稻曲病菌（Villosiclava virens）菌丝生长的调控因子及其调控机制,将稻曲病菌ZJ09菌株用马铃薯蔗糖琼脂（potato sucrose agar, PSA）平板培养基分别于黑暗和照光（日光灯提供的白光）条件下培养。结果显示:照光能显著抑制菌丝生长,说明光照条件是该菌菌丝生长的一种调控因子。采集上述2组菌丝进行转录组测序,共获得695个差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）,其中359个基因在照光后表达上调,336个基因在照光后表达下调。从DEGs中选取6个基因用实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR）进行验证,所得结果与转录组测序结果一致。对DEGs进行基因本体（gene ontology,GO）富集分析,结果 491个DEGs得到富集,涉及生物过程、细胞成分和分子功能3大类别,说明照光抑制菌丝生长的机制较为复杂。对DEGs进行京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes an...
【文章来源】：浙江大学学报(农业与生命科学版). 2020,46(05)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
照光对PSA平板上ZJ09菌株菌落生长的影响
本试验所得的DEGs被注释到152个KEGG通路中，富集DEGs最显著的20条通路见表4。在这20条通路中，核糖体通路涉及的DEGs有59个，明显多于其他的KEGG通路。但在除核糖体通路外的其余19条通路中，发现有8条通路与氨基酸代谢有关，涉及53个DEGs。上述结果说明，照光抑制稻曲病菌菌丝的生长可能与核糖体结构和功能，以及氨基酸代谢受到影响有较大关系。2.6 照光对乙酰辅酶A合成酶编码基因表达水平的影响
乙酰辅酶A是各类生物体中极其重要的能量及物质代谢中间产物，参与生物体内许多重要的代谢过程，比如三羧酸循环、脂肪酸生物合成，等等。在微生物体内，ACS可催化乙酸直接转化为乙酰辅酶A[24]。野生型的希金斯炭疽菌（Colletotrichum higginsianum）能在以乙酸、乙醇或乙醛作为碳源的培养基上存活，但ACS编码基因Ch Acs1被敲除的希金斯炭疽菌不能在这些培养基上存活。当微生物在含葡萄糖的培养基上生长时，理论上葡萄糖可经过糖酵解分解为丙酮酸，而丙酮酸可以借由丙酮酸脱氢酶复合体（包含丙酮酸脱羧酶、二氢硫辛酸乙酰转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶）催化转变为乙酰辅酶A，因此可以不依赖ACS。然而，即使有葡萄糖作为碳源，敲除Ch Acs1仍可显著改变希金斯炭疽菌中一系列碳代谢相关基因的表达，并使菌丝中的脂含量降至野生型菌株的60%[25]。VAN DEN BERG等[26]尝试将酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的2个ACS编码基因之一ACS2失活，发现酵母菌突变菌株在含葡萄糖的培养基上的生长受到抑制；进一步将2个ACS编码基因ACS1和ACS2同时失活，发现酵母菌突变菌株在含葡萄糖的培养基上也不能存活，说明即使有葡萄糖作为营养物质，酵母菌的存活也离不开ACS。上述研究表明，不管微生物利用何种碳源，ACS都具有重要作用。本研究的结果显示：照光可显著抑制稻曲病菌菌丝中ACS编码基因的表达，削弱菌丝的乙酰辅酶A合成能力可能是照光抑制稻曲病菌菌丝生长的机制之一。HOG1(high osmolarity glycerol 1）是最先从酿酒酵母中鉴定出的一种蛋白激酶，现已被证实广泛存在于各种真核生物中。HOG1介导的信号途径参与调控真核细胞对渗透胁迫的响应[27-28]。ZHENG等[29]敲除稻曲病菌的HOG1编码基因Uv HOG1后，发现突变体菌丝的生长明显弱于野生型菌丝，显示稻曲病菌的HOG1可调控菌丝的生长。本试验从黑暗组与照光组稻曲病菌菌丝中均检测到Uv HOG1基因的表达，但2组菌丝中该基因的表达量无明显差异，因此该基因不属于DEG，说明照光对菌丝中Uv HOG1基因的表达没有影响。因此，推测照光抑制稻曲病菌菌丝的生长与蛋白激酶HOG1无关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]稻曲病菌毒素对水稻幼根转录组的影响[J]. 武斌,温雪玮,李衫衫,胡东维,梁五生. 农业生物技术学报. 2018(07)
[2]稻曲病菌成灾机制与防控技术研究进展[J]. 胡东维,梁五生,赖朝晖. 植物保护. 2018(01)
[3]水稻稻曲病研究现状及展望[J]. 徐伟东,李冠,陆强,黎菊,蔡金洋. 作物研究. 2018(01)
[4]稻曲病菌薄壁分生孢子制备的影响因素分析[J]. 时婷婷,王忠文,蔡超,杨平,覃茜,张君成. 植物保护. 2017(01)
[5]乙酰辅酶A合成酶的酶学性质及其在甲羟戊酸合成中的应用[J]. 胡红,张汝兵,秦杰明,咸漠. 应用与环境生物学报. 2016(03)
[6]国内外水稻稻曲病研究进展[J]. 伏荣桃,王剑,卢代华,龚学书,张鸿. 中国农学通报. 2016(12)
[7]禾谷炭疽菌CFEM效应子的生物信息学鉴定与转录分析[J]. 井忠英,王国梁,刘文德. 植物保护. 2016(01)
[8]大型真菌光受体及其功能研究进展[J]. 郭明敏,杨涛,卜宁,董彩虹. 菌物学报. 2015(05)
[9]稻曲病菌侵染机制研究现状与展望[J]. 胡东维,王疏. 中国农业科学. 2012(22)
[10]实时荧光定量PCR筛选稻曲病菌内参基因[J]. 顾志敏,丁正中,陈析丰,郭龙彪,曾大力,钱前,马伯军. 中国水稻科学. 2012(05)
本文编号：3251256
【文章来源】：浙江大学学报(农业与生命科学版). 2020,46(05)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
照光对PSA平板上ZJ09菌株菌落生长的影响
本试验所得的DEGs被注释到152个KEGG通路中，富集DEGs最显著的20条通路见表4。在这20条通路中，核糖体通路涉及的DEGs有59个，明显多于其他的KEGG通路。但在除核糖体通路外的其余19条通路中，发现有8条通路与氨基酸代谢有关，涉及53个DEGs。上述结果说明，照光抑制稻曲病菌菌丝的生长可能与核糖体结构和功能，以及氨基酸代谢受到影响有较大关系。2.6 照光对乙酰辅酶A合成酶编码基因表达水平的影响
乙酰辅酶A是各类生物体中极其重要的能量及物质代谢中间产物，参与生物体内许多重要的代谢过程，比如三羧酸循环、脂肪酸生物合成，等等。在微生物体内，ACS可催化乙酸直接转化为乙酰辅酶A[24]。野生型的希金斯炭疽菌（Colletotrichum higginsianum）能在以乙酸、乙醇或乙醛作为碳源的培养基上存活，但ACS编码基因Ch Acs1被敲除的希金斯炭疽菌不能在这些培养基上存活。当微生物在含葡萄糖的培养基上生长时，理论上葡萄糖可经过糖酵解分解为丙酮酸，而丙酮酸可以借由丙酮酸脱氢酶复合体（包含丙酮酸脱羧酶、二氢硫辛酸乙酰转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶）催化转变为乙酰辅酶A，因此可以不依赖ACS。然而，即使有葡萄糖作为碳源，敲除Ch Acs1仍可显著改变希金斯炭疽菌中一系列碳代谢相关基因的表达，并使菌丝中的脂含量降至野生型菌株的60%[25]。VAN DEN BERG等[26]尝试将酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的2个ACS编码基因之一ACS2失活，发现酵母菌突变菌株在含葡萄糖的培养基上的生长受到抑制；进一步将2个ACS编码基因ACS1和ACS2同时失活，发现酵母菌突变菌株在含葡萄糖的培养基上也不能存活，说明即使有葡萄糖作为营养物质，酵母菌的存活也离不开ACS。上述研究表明，不管微生物利用何种碳源，ACS都具有重要作用。本研究的结果显示：照光可显著抑制稻曲病菌菌丝中ACS编码基因的表达，削弱菌丝的乙酰辅酶A合成能力可能是照光抑制稻曲病菌菌丝生长的机制之一。HOG1(high osmolarity glycerol 1）是最先从酿酒酵母中鉴定出的一种蛋白激酶，现已被证实广泛存在于各种真核生物中。HOG1介导的信号途径参与调控真核细胞对渗透胁迫的响应[27-28]。ZHENG等[29]敲除稻曲病菌的HOG1编码基因Uv HOG1后，发现突变体菌丝的生长明显弱于野生型菌丝，显示稻曲病菌的HOG1可调控菌丝的生长。本试验从黑暗组与照光组稻曲病菌菌丝中均检测到Uv HOG1基因的表达，但2组菌丝中该基因的表达量无明显差异，因此该基因不属于DEG，说明照光对菌丝中Uv HOG1基因的表达没有影响。因此，推测照光抑制稻曲病菌菌丝的生长与蛋白激酶HOG1无关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]稻曲病菌毒素对水稻幼根转录组的影响[J]. 武斌,温雪玮,李衫衫,胡东维,梁五生. 农业生物技术学报. 2018(07)
[2]稻曲病菌成灾机制与防控技术研究进展[J]. 胡东维,梁五生,赖朝晖. 植物保护. 2018(01)
[3]水稻稻曲病研究现状及展望[J]. 徐伟东,李冠,陆强,黎菊,蔡金洋. 作物研究. 2018(01)
[4]稻曲病菌薄壁分生孢子制备的影响因素分析[J]. 时婷婷,王忠文,蔡超,杨平,覃茜,张君成. 植物保护. 2017(01)
[5]乙酰辅酶A合成酶的酶学性质及其在甲羟戊酸合成中的应用[J]. 胡红,张汝兵,秦杰明,咸漠. 应用与环境生物学报. 2016(03)
[6]国内外水稻稻曲病研究进展[J]. 伏荣桃,王剑,卢代华,龚学书,张鸿. 中国农学通报. 2016(12)
[7]禾谷炭疽菌CFEM效应子的生物信息学鉴定与转录分析[J]. 井忠英,王国梁,刘文德. 植物保护. 2016(01)
[8]大型真菌光受体及其功能研究进展[J]. 郭明敏,杨涛,卜宁,董彩虹. 菌物学报. 2015(05)
[9]稻曲病菌侵染机制研究现状与展望[J]. 胡东维,王疏. 中国农业科学. 2012(22)
[10]实时荧光定量PCR筛选稻曲病菌内参基因[J]. 顾志敏,丁正中,陈析丰,郭龙彪,曾大力,钱前,马伯军. 中国水稻科学. 2012(05)
本文编号：3251256
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/dzwbhlw/3251256.html
最近更新
教材专著
