山田胶锈菌不同产孢阶段的转录组学研究
发布时间：2021-07-10 01:40
山田胶锈菌（Gymnosporangium yamadae Miyabe ex G.Yamada）是转主寄生缺夏孢型病原菌,它完成整个生活史循环需要两种不同的寄主,在冬孢子阶段侵染圆柏（Juniperus chinensis L.）小枝,引起寄主组织增生形成菌瘿。G.yamadae以菌丝体的形式在圆柏的菌瘿中越冬,初春在菌瘿表面长出冬孢子堆,因此其冬孢子不需要像其它锈菌的冬孢子一样要在被子植物上经历一个休眠的过程。它在锈孢子阶段寄生于苹果属（Malus Mill.）植物的叶片上,造成苹果叶片提早脱落,严重影响果实的产量与品质。与其它需要转主寄生的锈菌不同的是,胶锈菌是唯一一类冬孢子阶段寄生于裸子植物的锈菌。驱动胶锈菌与裸子植物长期协同进化过程中形成的这种特殊寄生现象的分子机制是锈菌生物学中亟待解决的问题。同时,G.yamadae在其性孢子和锈孢子阶段与苹果叶片互作时,发病苹果叶片的转录响应以及病原菌在不同生活史阶段的基因表达模式等科学问题,都值得深入研究。本研究通过第二代高通量测序手段结合生物信息学分析,对包括G.yamadae在内的3种胶锈菌的冬孢子进行了转录组测序及比较转录组学分析...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Gymnosporangiumyamadae的生活史循环Figure1.1ThelifecycleofGymnosporangiumyamadae
山田胶锈菌不同产孢阶段的转录组学研究14一步致病功能研究的胶锈菌冬孢子阶段候选效应蛋白；从转录组水平上构建系统发育树，研究3种胶锈菌的亲缘关系以及胶锈菌属与锈菌目其它科代表性物种的系统发育关系。（2）被G.yamadae侵染后的苹果发病叶片在转录水平上的分子响应对室内接种G.yamadae担孢子后发病初期和发病晚期的苹果叶片和同时期对照组的健康叶片进行转录组测序，研究在不同侵染时期苹果叶片与健康叶片的基因差异表达情况以及主要代谢通路改变情况。（3）G.yamadae不同生活史阶段基因表达模式研究苹果叶片上长出G.yamadae性孢子器和锈孢子器时，从发病叶片混合测序数据中提取出G.yamadae的数据并进行单独拼接，分别构建为G.yamadae性孢子和锈孢子阶段的转录组数据库，并将其与G.yamadae冬孢子阶段转录组进行比较，研究在这3个生活史阶段基因功能分布差异以及分泌蛋白数量和功能域的差异，为后期候选效应蛋白的功能研究提供支持。1.4.4技术路线图1.2技术路线图Figure1.2Technicalroadmap
G.yamadae冬孢子阶段基因表达模式及与另外两种胶锈菌冬孢子的比较转录组学研究19同源基因的同义替换率和非同义替换率，进而得到每个同源基因非同义替换率与同义替换率的比值（Ka/Ks），用R语言包plotR画出这些同源基因的Ka/Ks的分布图。2.2结果与分析2.2.1圆柏上G.yamadae冬孢子比较转录组学研究采自陕西省杨陵镇西北农林科技大学校园内J.chinensis小枝球形瘿瘤上和叶腋处的两种胶锈菌以及采自江苏省南京市中山陵园区J.chinensis主干上的一种胶锈菌，经形态学和系统发育学分析，分别被鉴定为G.yamadae、G.asiaticum和G.japonicum（图2.1—2.2）。3种胶锈菌的冬孢子寄主均为J.chinensis，但寄生部位完全不同，G.yamadae和G.asiaticum主要侵染寄主较柔软的部位（小枝和叶片），而G.japonicum图2.1G.yamadae、G.asiaticum和G.japonicum冬孢子阶段危害症状及冬孢子形态A-C：G.yamadae冬孢子角从圆柏球状菌瘿中长出；冬孢子角吸水膨胀成胶质状；椭圆形冬孢子D-F:G.asiaticum舌状冬孢子堆从圆柏叶腋出长出；冬孢子吸水膨胀成胶质状；椭圆形冬孢子G-I：G.japonicum楔形冬孢子堆从圆柏枝干上长出；冬孢子吸水膨胀成胶质状；长椭圆冬孢子Figure2.1ThediseasesymptomscausedbyteliosporesofG.yamadae,G.asiaticumandG.japonicumA-C:telialhornsextrudefromjunipergalls;gelatinoustelia;oblongteliospores;D-F:tongue-shapedteliaextrudefromjuniperleaves;gelatinoustelia;narrowlyellipsoidteliospores;G-I:wedge-shapedteliaextrudefromjunipertrunk;gelatinoustelia;long-ellipsoidteliospores
【参考文献】：
期刊论文
[1]2011年黄龙县苹果锈病大发生的原因及防治对策[J]. 王俊乾. 现代农业科技. 2012(04)
[2]甘肃天水苹果锈病的发生与综合防治[J]. 蒲建霞. 中国果树. 2012(01)
[3]叉子圆柏上的胶锈菌一新种(英文)[J]. 赵震宇,庄剑云. 菌物学报. 2007(03)
[4]中国胶锈属的分类研究[J]. 王云章,郭林. 真菌学报. 1985(01)
博士论文
[1]中国胶锈菌属的分类及系统发育研究[D]. 曹槟.北京林业大学 2018
[2]植物锈菌的锈生座孢属（Tuberculina）重寄生菌及寄主的研究[D]. 黄云.四川农业大学 2004
本文编号：3274922
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Gymnosporangiumyamadae的生活史循环Figure1.1ThelifecycleofGymnosporangiumyamadae
山田胶锈菌不同产孢阶段的转录组学研究14一步致病功能研究的胶锈菌冬孢子阶段候选效应蛋白；从转录组水平上构建系统发育树，研究3种胶锈菌的亲缘关系以及胶锈菌属与锈菌目其它科代表性物种的系统发育关系。（2）被G.yamadae侵染后的苹果发病叶片在转录水平上的分子响应对室内接种G.yamadae担孢子后发病初期和发病晚期的苹果叶片和同时期对照组的健康叶片进行转录组测序，研究在不同侵染时期苹果叶片与健康叶片的基因差异表达情况以及主要代谢通路改变情况。（3）G.yamadae不同生活史阶段基因表达模式研究苹果叶片上长出G.yamadae性孢子器和锈孢子器时，从发病叶片混合测序数据中提取出G.yamadae的数据并进行单独拼接，分别构建为G.yamadae性孢子和锈孢子阶段的转录组数据库，并将其与G.yamadae冬孢子阶段转录组进行比较，研究在这3个生活史阶段基因功能分布差异以及分泌蛋白数量和功能域的差异，为后期候选效应蛋白的功能研究提供支持。1.4.4技术路线图1.2技术路线图Figure1.2Technicalroadmap
G.yamadae冬孢子阶段基因表达模式及与另外两种胶锈菌冬孢子的比较转录组学研究19同源基因的同义替换率和非同义替换率，进而得到每个同源基因非同义替换率与同义替换率的比值（Ka/Ks），用R语言包plotR画出这些同源基因的Ka/Ks的分布图。2.2结果与分析2.2.1圆柏上G.yamadae冬孢子比较转录组学研究采自陕西省杨陵镇西北农林科技大学校园内J.chinensis小枝球形瘿瘤上和叶腋处的两种胶锈菌以及采自江苏省南京市中山陵园区J.chinensis主干上的一种胶锈菌，经形态学和系统发育学分析，分别被鉴定为G.yamadae、G.asiaticum和G.japonicum（图2.1—2.2）。3种胶锈菌的冬孢子寄主均为J.chinensis，但寄生部位完全不同，G.yamadae和G.asiaticum主要侵染寄主较柔软的部位（小枝和叶片），而G.japonicum图2.1G.yamadae、G.asiaticum和G.japonicum冬孢子阶段危害症状及冬孢子形态A-C：G.yamadae冬孢子角从圆柏球状菌瘿中长出；冬孢子角吸水膨胀成胶质状；椭圆形冬孢子D-F:G.asiaticum舌状冬孢子堆从圆柏叶腋出长出；冬孢子吸水膨胀成胶质状；椭圆形冬孢子G-I：G.japonicum楔形冬孢子堆从圆柏枝干上长出；冬孢子吸水膨胀成胶质状；长椭圆冬孢子Figure2.1ThediseasesymptomscausedbyteliosporesofG.yamadae,G.asiaticumandG.japonicumA-C:telialhornsextrudefromjunipergalls;gelatinoustelia;oblongteliospores;D-F:tongue-shapedteliaextrudefromjuniperleaves;gelatinoustelia;narrowlyellipsoidteliospores;G-I:wedge-shapedteliaextrudefromjunipertrunk;gelatinoustelia;long-ellipsoidteliospores
【参考文献】：
期刊论文
[1]2011年黄龙县苹果锈病大发生的原因及防治对策[J]. 王俊乾. 现代农业科技. 2012(04)
[2]甘肃天水苹果锈病的发生与综合防治[J]. 蒲建霞. 中国果树. 2012(01)
[3]叉子圆柏上的胶锈菌一新种(英文)[J]. 赵震宇,庄剑云. 菌物学报. 2007(03)
[4]中国胶锈属的分类研究[J]. 王云章,郭林. 真菌学报. 1985(01)
博士论文
[1]中国胶锈菌属的分类及系统发育研究[D]. 曹槟.北京林业大学 2018
[2]植物锈菌的锈生座孢属（Tuberculina）重寄生菌及寄主的研究[D]. 黄云.四川农业大学 2004
本文编号：3274922
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