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文檔簡介
1、玉米大斑病是由玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)引起的玉米葉部病害,該病是一種世界性的病害,在流行年份常造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。玉米大斑病菌可通過其分生孢子形成附著胞而侵入寄主組織,這是病菌致病過程的關(guān)鍵階段,也是在病菌與寄主互作研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本研究將玉米大斑病菌分生孢子懸浮液接種于感病玉米B73和抗病玉米B73Ht,分別對接種24h后的玉米葉片與病菌的混合樣本進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,進(jìn)而利用生物信息學(xué)技術(shù)主要針對病
2、菌的差異表達(dá)基因進(jìn)行系統(tǒng)分析,明確病菌在侵染感、抗寄主后基因表達(dá)的差異;并篩選出病菌在侵染感病及抗病寄主中具有顯著表達(dá)差異的分泌蛋白基因,利用Real-time PCR技術(shù)分析部分感興趣的基因在接種玉米0、12、24、48、72h及發(fā)病等階段的表達(dá)規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:
1.通過比較病菌接種于感病寄主B73與分生孢子時(shí)期的轉(zhuǎn)錄本,共獲得了差異表達(dá)基因721個(gè),其中上調(diào)基因213個(gè),下調(diào)基因508個(gè);通過比較病菌接種抗病寄主B
3、73Ht與分生孢子時(shí)期的轉(zhuǎn)錄本,共獲得了473個(gè)差異表達(dá)基因,其中上調(diào)基因40個(gè),下調(diào)基因433個(gè);進(jìn)一步比較病菌接種抗/感寄主的轉(zhuǎn)錄本,共獲得了9個(gè)差異表達(dá)基因,這些基因均為下調(diào)基因。
2.通過對差異基因進(jìn)行GO分類,發(fā)現(xiàn)將病菌接種到抗/感寄主后其差異表達(dá)基因多聚類在nucleotidase activity、5'-nucleotidase activity、NAD+ADP-ribosyltransferase activi
4、ty、transferase activity、transferring pentosyl groups、wound healing、response to wounding等6個(gè)條目中。
3.通過對差異表達(dá)基因進(jìn)行KEGG富集分析,發(fā)現(xiàn)類固醇生物合成(Steroid biosynthesis)及苯丙氨酸代謝(Phenylalanine metabolism)等兩條途徑在病菌接種抗/感寄主中顯著富集。其中類固醇生物合成途徑在病
5、菌接種感病寄主B73后共富集了5個(gè)下調(diào)基因,苯丙氨酸代謝途徑在病菌接種抗病寄主B73Ht后共富集了3個(gè)上調(diào)基因。
4.對cAMP、MAPK等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑關(guān)鍵基因、Homeobox轉(zhuǎn)錄因子基因家族、部分分泌蛋白基因進(jìn)行聚類分析,發(fā)現(xiàn)大部分基因在接種感/抗寄主后大部分基因表達(dá)水平均上調(diào);對14個(gè)黑色素合成相關(guān)基因進(jìn)行聚類分析,病菌接種到感病寄主后5個(gè)基因表達(dá)水平下調(diào),9個(gè)基因表達(dá)水平上調(diào);病菌接種到抗病寄主后有6個(gè)基因的表達(dá)水平下
6、調(diào),8個(gè)基因表達(dá)水平上調(diào);研究還發(fā)現(xiàn)這些基因在接種抗/感寄主后基因表達(dá)趨勢相似。
5.利用Real time PCR技術(shù)對14個(gè)差異表達(dá)的分泌蛋白基因的表達(dá)水平進(jìn)行分析,結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)相符;進(jìn)一步對病菌接種抗/感寄主0、12、24、48、72h、發(fā)病等6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的分泌蛋白基因表達(dá)水平進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在供試的14個(gè)基因中絕大多數(shù)基因在接種24h后基因表達(dá)水平達(dá)到最大值,其余時(shí)間點(diǎn)基因處于較低表達(dá)水平。在對接種抗病寄主后病菌分泌蛋
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