馬鈴薯晚疫病強(qiáng)毒菌株CN152特異免疫抑制效應(yīng)子的鑒定.pdf

1、馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是世界上僅次于玉米、小麥和水稻的第四大重要糧食作物，也是中國大陸總產(chǎn)量第四大的糧食作物，其對國家乃至國際的糧食安全和能源安全意義重大。而有著“馬鈴薯癌癥”之稱的馬鈴薯晚疫?。≒otato Late Blight），是一種由致病疫霉（Phytophthora infestans(Mont.) de Bary）引起馬鈴薯莖葉死亡和塊莖腐爛的全球毀滅性病害，是限制馬鈴薯生產(chǎn)的首要因素。致病疫霉

2、是一種基因組高度可變的病原菌，具效應(yīng)子快速進(jìn)化的特征。對效應(yīng)子的深入研究可以為揭示晚疫病的致病機(jī)制提供線索，其中最首要的是獲得一批具功能分化和差異的效應(yīng)子基因集，從而為候選基因的功能研究提供切入點(diǎn)。
　　本研究通過對一株典型的強(qiáng)毒菌株（super race）CN152和一株文獻(xiàn)上公認(rèn)的無毒菌株（race0）89148-9進(jìn)行接種前后的轉(zhuǎn)錄組測序，比較分析基因在接種前后表達(dá)的變化來獲取可能的毒性因子（效應(yīng)子），基于二者的效應(yīng)子比較來

3、篩選CN152菌株特異的效應(yīng)子基因并進(jìn)行初步的功能驗(yàn)證。
　　轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明致病疫霉無毒菌株和強(qiáng)毒菌株的至少97％的測序數(shù)據(jù)均能匹配上參考菌株T30-4的基因組序列，因此推測這兩株菌與T30-4在基因組序列水平上均高度相似。對兩株菌特異的測序數(shù)據(jù)（即未能比對到參考基因組的序列）進(jìn)行de novo組裝獲取轉(zhuǎn)錄本序列并注釋，發(fā)現(xiàn)兩株菌在轉(zhuǎn)錄本數(shù)目上差異不大。由于兩株菌的致病力差異巨大，因此推測基因的功能而不是基因的數(shù)目影響菌

4、株的致病力。關(guān)于疫霉菌的很多致病因子研究報(bào)道均是分泌蛋白，因此本文主要研究不同致病力菌株的分泌蛋白在序列特征及功能方面的差異。通過分析分泌蛋白的結(jié)構(gòu)域，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)域家族主要包含蛋白激酶或磷酸酶家族、半胱氨酸結(jié)構(gòu)域、碳水化合物活性酶或重復(fù)序列結(jié)構(gòu)域等，推測它們可能與侵染過程中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)?；诜置诘鞍椎霓D(zhuǎn)錄表達(dá)信息（即接種前后表達(dá)差異顯著（P<0.05），且接種后表達(dá)量上調(diào)至少兩倍），預(yù)測菌株89148-9和菌株CN152各有301和2

5、90個(gè)潛在的毒性因子（即效應(yīng)子），其中的154個(gè)毒性因子是在兩株菌中都發(fā)現(xiàn)的，因此，共預(yù)測得到437個(gè)候選效應(yīng)子。對僅在強(qiáng)毒菌株CN152中出現(xiàn)的136個(gè)特異候選效應(yīng)子，為了進(jìn)一步縮小候選效應(yīng)子范圍進(jìn)行功能驗(yàn)證，篩選在兩株菌各自侵染寄主前后的轉(zhuǎn)錄本表達(dá)量水平均有顯著差異（P<0.05），但僅在菌株CN152中上調(diào)表達(dá)2倍以上的基因有31個(gè)，在這31個(gè)基因中挑選進(jìn)行下游功能驗(yàn)證。
　　對目的候選效應(yīng)子進(jìn)一步選取 RT-qPCR驗(yàn)證基