基于灰葡萄孢菌与番茄互作转录组功能基因分析及BcCGF1基因的致病机理研究

发布时间：2021-06-10 13:05

　　灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）引起的植物灰霉病属于世界性病害,是露地和保护地作物常见且较难防治的一种真菌性病害。灰葡萄孢菌是典型的死体营养型病原真菌,可侵染1400多种不同的寄主植物,包括几乎所有的蔬菜及果树。寄主植株从苗期到挂果期、运输、储存期均可发病,造成巨大的经济损失,特别是在现代设施农业的快速发展阶段,为灰霉病的发生提供了适宜的环境条件,灰霉病的危害呈逐年提高的趋势。正因为它寄主广泛、危害巨大,灰葡萄孢菌名列分子植物病理学中十大重要真菌病原物的第二位。目前对灰葡萄孢菌的防治还没有十分有效的方法,传统的解决方式是使用大量的农药,不仅涉及食品安全,而且还造成环境污染,严重危害人们的身体健康。因此,亟需深入研究灰葡萄孢菌的致病机制,以便寻找到有效和环境友好的灰霉病防治方法。本研究同时对寄主植物番茄（Solanum lycopersicum）和灰葡萄孢菌进行转录组（RNA-seq）分析,并对部分差异表达基因（DEG）进行功能验证,便于我们能够更好地了解其相互作用的机制。分析灰葡萄孢菌侵染番茄叶片24小时后的混合转录组,此时是病原菌在叶表皮中渗透和发育的关键时间点,灰葡萄... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

灰葡萄孢菌的侵染循环Figue1.1：InfectioncycleofB.cinerea

第2章灰葡萄孢菌与番茄互作过程中转录组数据分析11在灰葡萄孢菌中，大多数DEGs的基因本体（Geneontology，GO）富集在“代谢途径”，“生物过程”，“单一生物代谢”和“氧化还原”的生物学过程。“碳水化合物代谢过程”是细胞成分类别的主要子类别。在分子功能类别中，“催化活性”，“氧化还原酶活性”，“水解酶活性”，“结构成分和分子活性”最丰富（图2.1D）中。图2.1番茄和灰葡萄孢菌相互作用初期的差异表达基因（DEG）番茄（A）和灰葡萄孢菌（B）中显著上调和下调的基因Figure2.1.Differentiallyexpressedgenes(DEGs)intomatoandB.cinereaatearlystageoftheirinteraction.(A,B)Significantlyupregulatedanddownregulatedgenesintomato(A)andB.cinerea(B)duringtheirearlystageofinteraction.（A）在与灰葡萄孢菌的相互作用过程中，番茄基因上调（左）和下调（右）基因数量。（B）当灰葡萄孢菌与番茄的相互作用在24hpi时，灰葡萄孢菌上调（左）和下调（右）的基因。log2≥1，p≤0.01。（C-D）在相互作用的早期，番茄（C）和灰葡萄孢菌（D）中的30个最丰富的GO富集。番茄（C）和灰葡萄孢菌（D）中的条形图反映了分布在不同GO富集中的DEG数量。数据来自两个独立的实验。I1和I2：分别为独立实验1和2。(A)Tomatoupregulated(left)anddownregulated(right)genesduringinteractionwithB.cinerea.(B)B.cinereaupregulated(left)anddownregulated(right)geneswhenthefungusinteractionwithtomatoleavesatearlystageat24hpi.DEGswerefilteredwithacut-offoflog2-foldchange≥1andFDR-correctedp≤0.01.(C-D)The30mostenrichedGOtermsintomato(C)andB.cinerea(D)duringtheirearlystageofinteraction.Barchartsintomato(C)andB.cinerea(D)reflectth

吉林大学博士学位论文122.3番茄和灰葡萄孢菌DEGs的KEGG富集分析为了确定相互作用中可能涉及的途径，作者进行了KEGG（kyotoencyclopediaofgenesandgenomes）番茄和灰葡萄孢菌DEGs的富集分析。分析表明，在受侵染的番茄叶片中，“脂肪酸降解”，“光合作用-触角蛋白”，“苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸生物合成”以及“乙醛酸和二羧酸酯代谢”是最富集的途径（图2.2A）。与这些代谢途径相关的基因可能会增强番茄对灰葡萄孢的防御能力。同时，病原体中的“次级代谢产物的生物合成”，“核糖体”，“淀粉和蔗糖代谢”，“氨基酸的生物合成”和“2-氧代羧酸代谢”被列为最富集的前五种途径（图2.2B）图2.2差异表达基因KEGG富集分析Figure2.2The20mostenrichedKEGGpathwaysintomato(A)andB.cinerea(B)duringtheirearlystageofinteraction.“Richfactor”representstheratiooftheDEGsnumbertothenumberofgenesannotatedinthispathway.ThegreateroftheRichfactor,thegreaterthedegreeofenrichmenttomato(A)orB.cinerea(B).2.4互作过程中番茄的基因表达分析2.4.1番茄在互作过程中表达量上调的差异基因分析为了解番茄对灰葡萄孢菌侵染的反应，作者选择在灰葡萄孢菌侵染的早期阶段番茄表达水平上调的基因，FC(foldchange)>2，以进一步进行功能注释。使用该标准，在两个独立实验中检测到总共720个上调的番茄基因。高度上调（>50


本文编号：3222428