棉花不同抗性品种根系分泌物对黄萎病菌（V.dahliae）基因表达的影响
发布时间：2021-06-08 22:02
目的:棉花是重要的经济作物,中国是世界上最大的棉花生产和消费国。新疆是我国最大的植棉省区,棉花产业不仅是新疆农民主要经济收入来源和新疆的经济支柱产业,也与新疆稳定和长治久安密切相关。黄萎病是棉花的主要病害,由于常年连作,新疆棉花黄萎病病害逐年加重,严重影响了棉花的产量和品质,制约着新疆棉花产业的可持续发展。棉花黄萎病是由大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）引起的维管束病害,由于V.dahliae具有稳定存在的微菌核结构,及其与寄主协同进化过程中生理小种不断地发生变异,导致棉花黄萎病难于进行防控。由于V.dahliae致病分子机制的复杂性,人们对其研究仍处于探索阶段。本研究通过对不同抗性棉花品种根系分泌物诱导后的V.dahliae转录组进行分析与比较,分离鉴定V.dahliae生长发育、早期侵染及其致病过程中发挥重要作用的基因并对其功能进行研究,为揭示V.dahliae与宿主植物互作机制及致病分子机制奠定基础,以及为制定更好的策略对棉花黄萎病进行防治提供依据。方法:（1）收集感病品种新陆早8号、耐病品种中植棉2号和抗病品种海7124的根系分泌物分别培养Vd991,分别收...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
V.dahliae侵染过程及侵染结构--附着枝和侵染钉Figure1.1ObservationofrootcolonizationprocessandthespecificinfectionstructurehyphopodiumandpenetrationpegofVerticilliumdahliae.（Zhaoetal.，2016；金芸等，2017）
转录组建库测序原理图
棉花不同抗性品种根系分泌物对黄萎病菌（V.dahliae）基因表达的影响17并耐病和抗病材料进行后续根系分泌物的收集实验。l图2.2新陆早8号、中植棉2号和海7124接种Vd991后的病害症状Figure2.2DiseasesymptomsofVd991infectiononXinluzao8,Zhongzhimian2andHai7124.图示为接种20d后的照片。a：新陆早8号的病状，b：中植棉2号的病状，c：海7124的病状，d：病情指数。用Duncan’smultiplerangetest分析实验结果，不同大写字母表示差异极显著（p<0.01）。Thephotographwastakenat20dayspost-inoculation.a:DiseasesymptomsofVd991infectiononXinluzao8.b:DiseasesymptomsofVd991infectiononZhongzhimian2.c:DiseasesymptomsofVd991infectiononHai7124.d.DiseaseindexofVd991onXinluzao8(X),Zhongzhimian2(Z)andHai7124(H).Differentcapitallettersindicatesignificantdifferences(p<0.01)usingDuncan’smultiplerangetest.2.2.2RNA-seq质量评估和转录组模式分析为了探索V.dahliae与棉花的相互作用机制，对不同抗感棉花根系分泌物培养的Vd991样本进行转录组测序。如表2-2所示，去除低质量的reads后，每个文库获得了13000000-22000000个cleanreads，累计长度为1.97-3.12Gb。每个文库有11657068-19529825个cleanreads能够唯一的定位到V.dahliae的参考基因组上。88.2%以上唯一定位的reads分布在外显子上，0.2-0.3%分布在内含子上，6.7%-11.6%分布在基因间的区域（表S1）。每个样本的两个生物学重复间FPKM分布的皮尔逊相关系数（R2）均在0.945-0.987之间（p<0.001），表明RNA-seq数据可靠，具有较好的重复性（附图S1）。随机选取8个基因（表2-2），利用qRT-PCR技术进一步对RNA-seq结果的可靠性进行验证，结果表明这些基因在根
【参考文献】：
期刊论文
[1]The cotton WRKY transcription factor GhWRKY70 negatively regulates the defense response against Verticillium dahliae[J]. Xianpeng Xiong,Shichao Sun,Yanjun Li,Xinyu Zhang,Jie Sun,Fei Xue. The Crop Journal. 2019(03)
[2]一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力[J]. 王春巧,陈志荣,宋雯,何芳,黄家风. 植物病理学报. 2019(05)
[3]植物抗重金属胁迫研究进展[J]. 王若男,乜兰春,张双双,崔强,贾明飞. 园艺学报. 2019(01)
[4]烟草根系分泌物对烟草疫霉菌的抑制作用[J]. 冯超,战徊旭,崔萌萌,徐传涛,王静,王文静,王晓强,陈德鑫. 烟草科技. 2018(09)
[5]我国棉花黄萎病研究十年回顾及展望[J]. 朱荷琴,李志芳,冯自力,冯鸿杰,魏锋,赵丽红,师勇强,刘世超,周京龙. 棉花学报. 2017(S1)
[6]发展基因沉默技术,控制作物土传真菌病害[J]. 郭惠珊,高峰,赵建华,张博森. 中国科学院院刊. 2017(08)
[7]寄主诱导的基因沉默提高植物真菌病害抗性研究进展[J]. 程伟,李和平,何水林,廖玉才. 作物学报. 2017(08)
[8]大丽轮枝菌侵染陆地棉早期的转录组分析[J]. 张志东,段兴鹏,周玉梅,李建福,韩松,高正银,赵佳薇,左开井. 棉花学报. 2017(03)
[9]基因沉默技术在抗真菌病害中的应用和展望[J]. 金芸,张涛,郭惠珊. 生物工程学报. 2017(02)
[10]VIGS技术高通量筛选棉花抗黄萎病相关基因[J]. 郑娜,郭安慧,翟伟卜,郭慧敏,张珊珊,张文蔚,简桂良,韩榕,齐放军. 中国科学:生命科学. 2016(05)
博士论文
[1]V型肌球蛋白在大丽轮枝菌与棉花互作过程中的机制研究[D]. 冯志迪.石河子大学 2017
[2]棉花黄萎病菌高效基因敲除体系的建立与Thit功能的研究[D]. 齐希梁.石河子大学 2016
[3]棉花组织诱导体系中大丽轮枝菌分泌蛋白分析及其致病性研究[D]. 肖红利.中国农业科学院 2014
[4]利用寄主诱导的基因沉默进行大丽轮枝菌致病力相关基因的研究[D]. 苏晓峰.中国农业科学院 2014
[5]烤烟不同品种根系分泌物与黑胫病抗性关系研究[D]. 王戈.云南农业大学 2012
[6]棉花黄萎病菌致萎毒素的生理生化特性研究[D]. 陈旭升.南京农业大学 1998
硕士论文
[1]棉花大丽轮枝菌和向日葵大丽轮枝菌受两种寄主诱导后的转录组分析[D]. 范晓栋.石河子大学 2017
[2]大丽轮枝菌Fungaltrans转录因子VdFTF1调控致病性功能研究[D]. 张文琦.中国农业科学院 2017
[3]大丽轮枝菌致病相关基因VdNOP12及VdLHS1的功能分析[D]. 崔伟业.中国农业科学院 2017
[4]基于转录组测序筛选及克隆棉花抗黄萎病相关基因[D]. 邵冰欣.中国农业科学院 2015
[5]基于转录组和VIGS技术发掘棉花抗黄萎病相关基因[D]. 郑永杰.南京农业大学 2015
[6]不同品种烟草根系分泌物的组分分析与抗黑胫病的关系[D]. 邱文龙.山东农业大学 2014
[7]大丽轮枝菌微菌核萌发的基因表达谱分析及相关基因功能验证[D]. 胡东芳.西北农林科技大学 2012
[8]棉花黄萎菌致病力分化测定及其致萎毒素研究[D]. 王彦.河北农业大学 2010
[9]绿色荧光蛋白标记的大丽轮枝菌的获得及其在棉花中侵染过程研究[D]. 赵凤轩.中国农业科学院 2010
[10]棉花黄萎病菌致病力分化测定及其致萎毒素研究[D]. 张慧霞.西北农林科技大学 2008
本文编号：3219288
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
V.dahliae侵染过程及侵染结构--附着枝和侵染钉Figure1.1ObservationofrootcolonizationprocessandthespecificinfectionstructurehyphopodiumandpenetrationpegofVerticilliumdahliae.（Zhaoetal.，2016；金芸等，2017）
转录组建库测序原理图
棉花不同抗性品种根系分泌物对黄萎病菌（V.dahliae）基因表达的影响17并耐病和抗病材料进行后续根系分泌物的收集实验。l图2.2新陆早8号、中植棉2号和海7124接种Vd991后的病害症状Figure2.2DiseasesymptomsofVd991infectiononXinluzao8,Zhongzhimian2andHai7124.图示为接种20d后的照片。a：新陆早8号的病状，b：中植棉2号的病状，c：海7124的病状，d：病情指数。用Duncan’smultiplerangetest分析实验结果，不同大写字母表示差异极显著（p<0.01）。Thephotographwastakenat20dayspost-inoculation.a:DiseasesymptomsofVd991infectiononXinluzao8.b:DiseasesymptomsofVd991infectiononZhongzhimian2.c:DiseasesymptomsofVd991infectiononHai7124.d.DiseaseindexofVd991onXinluzao8(X),Zhongzhimian2(Z)andHai7124(H).Differentcapitallettersindicatesignificantdifferences(p<0.01)usingDuncan’smultiplerangetest.2.2.2RNA-seq质量评估和转录组模式分析为了探索V.dahliae与棉花的相互作用机制，对不同抗感棉花根系分泌物培养的Vd991样本进行转录组测序。如表2-2所示，去除低质量的reads后，每个文库获得了13000000-22000000个cleanreads，累计长度为1.97-3.12Gb。每个文库有11657068-19529825个cleanreads能够唯一的定位到V.dahliae的参考基因组上。88.2%以上唯一定位的reads分布在外显子上，0.2-0.3%分布在内含子上，6.7%-11.6%分布在基因间的区域（表S1）。每个样本的两个生物学重复间FPKM分布的皮尔逊相关系数（R2）均在0.945-0.987之间（p<0.001），表明RNA-seq数据可靠，具有较好的重复性（附图S1）。随机选取8个基因（表2-2），利用qRT-PCR技术进一步对RNA-seq结果的可靠性进行验证，结果表明这些基因在根
【参考文献】：
期刊论文
[1]The cotton WRKY transcription factor GhWRKY70 negatively regulates the defense response against Verticillium dahliae[J]. Xianpeng Xiong,Shichao Sun,Yanjun Li,Xinyu Zhang,Jie Sun,Fei Xue. The Crop Journal. 2019(03)
[2]一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力[J]. 王春巧,陈志荣,宋雯,何芳,黄家风. 植物病理学报. 2019(05)
[3]植物抗重金属胁迫研究进展[J]. 王若男,乜兰春,张双双,崔强,贾明飞. 园艺学报. 2019(01)
[4]烟草根系分泌物对烟草疫霉菌的抑制作用[J]. 冯超,战徊旭,崔萌萌,徐传涛,王静,王文静,王晓强,陈德鑫. 烟草科技. 2018(09)
[5]我国棉花黄萎病研究十年回顾及展望[J]. 朱荷琴,李志芳,冯自力,冯鸿杰,魏锋,赵丽红,师勇强,刘世超,周京龙. 棉花学报. 2017(S1)
[6]发展基因沉默技术,控制作物土传真菌病害[J]. 郭惠珊,高峰,赵建华,张博森. 中国科学院院刊. 2017(08)
[7]寄主诱导的基因沉默提高植物真菌病害抗性研究进展[J]. 程伟,李和平,何水林,廖玉才. 作物学报. 2017(08)
[8]大丽轮枝菌侵染陆地棉早期的转录组分析[J]. 张志东,段兴鹏,周玉梅,李建福,韩松,高正银,赵佳薇,左开井. 棉花学报. 2017(03)
[9]基因沉默技术在抗真菌病害中的应用和展望[J]. 金芸,张涛,郭惠珊. 生物工程学报. 2017(02)
[10]VIGS技术高通量筛选棉花抗黄萎病相关基因[J]. 郑娜,郭安慧,翟伟卜,郭慧敏,张珊珊,张文蔚,简桂良,韩榕,齐放军. 中国科学:生命科学. 2016(05)
博士论文
[1]V型肌球蛋白在大丽轮枝菌与棉花互作过程中的机制研究[D]. 冯志迪.石河子大学 2017
[2]棉花黄萎病菌高效基因敲除体系的建立与Thit功能的研究[D]. 齐希梁.石河子大学 2016
[3]棉花组织诱导体系中大丽轮枝菌分泌蛋白分析及其致病性研究[D]. 肖红利.中国农业科学院 2014
[4]利用寄主诱导的基因沉默进行大丽轮枝菌致病力相关基因的研究[D]. 苏晓峰.中国农业科学院 2014
[5]烤烟不同品种根系分泌物与黑胫病抗性关系研究[D]. 王戈.云南农业大学 2012
[6]棉花黄萎病菌致萎毒素的生理生化特性研究[D]. 陈旭升.南京农业大学 1998
硕士论文
[1]棉花大丽轮枝菌和向日葵大丽轮枝菌受两种寄主诱导后的转录组分析[D]. 范晓栋.石河子大学 2017
[2]大丽轮枝菌Fungaltrans转录因子VdFTF1调控致病性功能研究[D]. 张文琦.中国农业科学院 2017
[3]大丽轮枝菌致病相关基因VdNOP12及VdLHS1的功能分析[D]. 崔伟业.中国农业科学院 2017
[4]基于转录组测序筛选及克隆棉花抗黄萎病相关基因[D]. 邵冰欣.中国农业科学院 2015
[5]基于转录组和VIGS技术发掘棉花抗黄萎病相关基因[D]. 郑永杰.南京农业大学 2015
[6]不同品种烟草根系分泌物的组分分析与抗黑胫病的关系[D]. 邱文龙.山东农业大学 2014
[7]大丽轮枝菌微菌核萌发的基因表达谱分析及相关基因功能验证[D]. 胡东芳.西北农林科技大学 2012
[8]棉花黄萎菌致病力分化测定及其致萎毒素研究[D]. 王彦.河北农业大学 2010
[9]绿色荧光蛋白标记的大丽轮枝菌的获得及其在棉花中侵染过程研究[D]. 赵凤轩.中国农业科学院 2010
[10]棉花黄萎病菌致病力分化测定及其致萎毒素研究[D]. 张慧霞.西北农林科技大学 2008
本文编号：3219288
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