馬鈴薯黑脛病菌全基因組測序及致病基因的分析.pdf

1、馬鈴薯黑脛?。≒ectobacterium atroseptica，Pa）是影響馬鈴薯種植生產(chǎn)中重要的種薯傳播的細菌性病害。近些年，我國馬鈴薯生產(chǎn)中嚴重影響馬鈴薯產(chǎn)量和種薯質(zhì)量。隨著高通量測序的普及和基因組學(xué)的快速發(fā)展，越來越多的植物病原細菌被測序。對馬鈴薯黑脛病菌基因組的測序，并通過生物信息學(xué)可以從基因組水平分析致病及相關(guān)基因的特征，為植物病原細菌的研究提供更多有價值的候選基因，為系統(tǒng)研究該菌的致病機理和病菌演化提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

2、>　　在形態(tài)學(xué)、分子鑒定基礎(chǔ)上選擇了1株代表性馬鈴薯黑脛病菌菌株JG10-08，利用Illumina Hiseq2000測序平臺，進行基因組序列測序、拼接、序列校正和補洞，最終獲得該菌的基因組序列的精細圖譜（GenBank登錄號CP007744）。該菌株基因組無質(zhì)粒、由一條雙鏈環(huán)狀DNA分子構(gòu)成，染色體的長度為5.00Mb，G+C含量為51.15％，。運用RAST分析軟件注釋了基因組中各個基因的功能，共預(yù)測出4672個基因編碼區(qū)(CDS

3、)，CDS占全基因組序列總長的86.1％，CDS的平均堿基長度是941.9bp。調(diào)用tRNAscan-SE程序，對基因組序列進行掃描，發(fā)現(xiàn)并注釋的tRNA有76個，獲得39個rRNA基因分布在7套操縱子區(qū)域，5個轉(zhuǎn)座基因和一個相似于葡萄球菌PHI-Mu50B原噬菌體的完整序列。在COG數(shù)據(jù)庫預(yù)測出了4252個基因功能。其中，染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和動力相關(guān)的基因最少，只有1個;與能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換有關(guān)的基因241個;參與轉(zhuǎn)運和代謝的基因最多，高達159

4、9個;與染色體相關(guān)涉及到復(fù)制、重組、修復(fù)、轉(zhuǎn)運、修飾等相關(guān)基因共有885個;參與生物合成、運輸、運動、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及防御機制的基因共713個，還有813個基因功能只是預(yù)測或著功能未知。
　　在菌株JG10-08的基因組中共預(yù)測出168個編碼致病及相關(guān)功能的基因，包括121個分泌系統(tǒng)的編碼基因，25個果膠降解酶的編碼基因和22個毒素基因。在25個調(diào)控細胞壁降解酶合成的基因中包含22個果膠裂解酶、2個纖維素酶和1個蛋白酶。22個毒素基因

5、中有9個特有基因，即YafW、YefM、YkfI、YoeB、RelE、RelB、StbD、StbE和Phd。菌株JG10-08基因組中存在著6種與致病性相關(guān)的分泌系統(tǒng)基因。
　　對馬鈴薯黑脛病所屬的果膠桿菌屬進行系統(tǒng)發(fā)育分析，明確了果膠桿菌屬中已測定基因組的3個種（P.atrosepticum、P.wasabiae和P.carotovorum）的系統(tǒng)演化關(guān)系，結(jié)果顯示:引起馬鈴薯黑脛病的P.atrosepticum與引起山葵軟腐病