Page 59 - 《华农农业大学学报》2020年第3期
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第 ３９ 卷 第 ３ 期                     华   中   农   业   大   学   学   报                      Vol．３９ No．３
               ２０２０ 年  ５ 月                  JournalofHuazhon gA g riculturalUniversit y         Ma y２０２０ , ５４~５９


               吴佳, 李惠中, 邓权清, 等 ． 甘蔗鞭黑粉菌致病力差异菌株转录组分析[ J ] ． 华中农业大学学报, ２０２０ , ３９ ( ３ ): ５４Ｇ５９．
               DOI : １０．１３３００ / j ．cnki．hnlkxb．２０２０．０３．００７

                              甘蔗鞭黑粉菌致病力差异菌株转录组分析


                                        吴佳, 李惠中, 邓权清, 陈健文, 沈万宽



                               华南农业大学农学院 / 农业农村部华南地区作物栽培科学观察实验站, 广州 ５１０６４２

                       摘要   为探明甘蔗鞭黑粉菌不同致病力菌株在转录水平的差异, 挖掘致病相关基因, 采用 Illumina测序技
                   术对 ２ 个不同致病力菌株 Ss１６ ( 强致病力) 和 Ss４７ ( 弱致病力) 构建 cDNA 文库, 进行转录组测序, 通过质控后对
                   其进行生物信息学分析.结果显示: 共获得 ８．３１G ( Ss１６ ) 和 ９．８８G ( Ss４７ ) 的分析数据( cleanreads ), Ss１６ 和 Ss４７
                   相比较共获得显著( P＜０．０５ ) 差异表达基因 ６４９ 个, 其中上调基因 ２９９ 个, 下调基因 ３５０ 个.差异性表达基因的
                   GO 注释及 KEGG 通路富集分析结果表明, KEGG 通路多与物质的蛋白合成、 运输和代谢相关, 富集最显著的前
                   几条通路分别为: 淀粉和蔗糖代谢( starchandsucrosemetabolism )、 ABC 转运蛋白( ABCtrans p orters )、 芳香族
                   化合物的降解( de g radationofaromaticcom p ounds )、 代谢途径( metabolicp athwa y s ) 和嘌呤代谢( p urinemetaboＧ
                   lism ).
                       关键词   甘蔗;鞭黑粉菌;转录组;致病相关基因;差异表达基因;生物信息学分析
                       中图分类号  S４３５．６６１   文献标识码  A   文章编号  １０００Ｇ２４２１ ( ２０２０ ) ０３Ｇ００５４Ｇ０６


                  由鞭黑粉菌 ( S p orisoriumscitamineum ) 引 起       在病原菌侵染过程中, 次级代谢和细胞壁水解酶等
               的甘蔗黑穗病是甘蔗生产上的重要病害.该病的明                          相关基因显著富集, 推测这 ２ 类基因的表达有助于
               显特征是病蔗梢头具有一条向下内卷的 黑色鞭状                          病原菌的侵染.张河山           [ ８ ] 利用转录组技术分析了不
               物, 病鞭在形成初期外包一层来源于甘蔗表皮的银                         同致病力小麦叶锈菌 ( Pucciniatriticinia ) 夏 孢 子
               白色薄膜.染病蔗种萌芽早, 茎细小, 叶细长, 淡绿, 的差异基因表达情况, 获得了 １２ 个显著差异表达基
               分蘖增多, 而后分蘖上也长出黑穗鞭                [ １ ] .在甘蔗鞭    因, 分析其可能跟小麦叶锈菌的生长发育或致病相
               黑粉菌生活史中存在 ２ 种形式的菌体: 单倍体的担                       关. Choi等   [ ９ ] 对氧胁迫下的稻瘟菌( Ma g na p orthe
               孢子, 呈酵母状, 不具有侵染能力, 可以不断芽殖; 不 or y zae ) 进行转录组分析, 结果表明上调差异表达基
               同交配型的单倍体通过有性配合形成双核菌丝体, 因主要与菌丝生长发育、 甾醇生物合成和金属离子
               菌落呈白色羊毛状, 该菌丝属活体营养, 只有在寄主                       转运等相关. Yan 等       [ １０ ] 通过对b 位点基因缺失突
               植物组织内才能不断生长, 对植物致病                 [ ２Ｇ４ ] .    变体和野生型进行转录组分析, 发现 ２８ 个受 bE /
                   转录组是指某一特定生理条件下, 细胞、 组织或 bW 异二聚体转录因子调控的基因可能与甘蔗鞭黑
               生物体内全部转录产物的集合, 是基因组遗传信息                         粉菌有性配合及菌丝生长相关. Tani g uti等                [ １１ ] 对
               和具有生物功能的蛋白质组间的必然纽带                    [ ５ ] .转录  甘蔗鞭黑粉菌侵染早期和侵染后期 ２ 个时间点的转
               组测序技术已被广泛应用于真菌的致病机制研究. 录组进行分析, 发现差异表达基因主要与植物细胞
               Duressa 等  [ ６ ] 利 用 转 录 组 技 术 探 讨 了 黄 萎 病 菌    壁降解酶、 蛋白酶、 脂肪酶及木质素降解酶等相关,
               ( Verticilliumdahliae ) 微菌核的形成机制, 结果表           推测这些基因的表达可能有利于甘蔗鞭黑粉菌侵染
               明在微菌核的形成过程中, 差异表达的基因主要集                         甘蔗.为进一步开展甘蔗鞭黑粉菌致病机制及相关
               中在色素合成、 形态发生和次级代谢等过程.柯希                         基因功能研究, 本研究以 ２ 个不同致病力的甘蔗鞭
               望  [ ７ ] 利用转录组测序技术研究了黑腐皮壳菌( Valsa               黑粉菌为材料, 对其进行转录组测序, 筛选差异表达
               mali ) 在侵染苹果树过程中的基因表达情况, 发现                     基因 并 对 其 进 行 生 物 信 息 学 分 析、 GO 注 释 及


               收稿日期: ２０１９Ｇ１１Ｇ１５
               基金项目:国家自然科学基金项目( ３１７７１８６１ );广东省甘蔗剑麻产业技术体系创新团队项目( ２０１９KJ１０４Ｇ０７ )
               吴佳, 硕士研究生 ． 研究方向: 甘蔗病害 ．EＧmail : wu２０１７x y z＠１６３．com
               通信作者:沈万宽, 博士, 研究员 ． 研究方向:甘蔗抗病育种与栽培生理 ．EＧmail : wkshen＠scau．edu．cn
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