核盤菌引起的菌核病是一種世界性分布的重要農作物病害,盾殼霉是核盤菌上的重寄生真菌。目前,關于盾殼霉和核盤菌互作的研究,大多是從基因和蛋白層面獲得的,而在代謝水平上的研究甚少。為了研究盾殼霉寄生核盤菌過程中的關鍵代謝物,本研究采用基于LC-MS的代謝組學手段,分析敲除盾殼霉的NOX相關基因后,失去寄生能力的突變株的代謝變化,以及盾殼霉寄生核盤菌過程中的差異代謝物質種類,找到寄生關鍵代謝物并分析其可能的生物功能,取得的主要結果如下:1盾殼霉突變株Qnox1-6的代謝特性。通過失去寄生能力的突變株Qnox1-6與野生株zs-1的代謝比較,發(fā)現敲除NOX相關基因后,能夠引起盾殼霉中大量代謝物顯著上調。通過采集不同培養(yǎng)時間點的代謝樣品,比較重復出現的代謝差異物質,得到14個共同差異物質,大部分為羧酸類和苷類物質,且在突變株中均顯著上調,特別的是,有7種代謝物僅出現在突變株中,包括松柏苷(抗氧化物質)、3個羧酸類物質、1個酚類物質、1個甾體皂苷類物質和1個其它物質。分析認為敲除NOX相關基因后,除了會引起盾殼霉突變株代謝抗氧化類物質,還會導致其代謝其它新的次級代謝產物,這些物質與盾殼霉的細胞分化和分生孢子的形成密切相關。2盾殼霉寄生核盤菌的關鍵代謝物篩選。通過盾殼霉和核盤菌的共培養(yǎng)分別與兩種菌株單獨培養(yǎng)相比,代謝總離子流圖結果顯示,盾殼霉在接觸到核盤菌之后有明顯的代謝擾動。兩組比較發(fā)現,共同的差異代謝組分有52個,大部分為酸類和苷類物質。差異組分的靶向代謝通路富集結果顯示有10種代謝路徑顯著富集。其中:氨基酸相關通路,甘油磷脂代謝和谷胱甘肽代謝通路的顯著富集,說明在寄生過程中菌體的生命活動旺盛,寄生過程涉及很多復雜生命活動相關代謝物的產生,此過程有較復雜的信號分子傳導,還涉及細胞的凋亡,菌體間通過甘油磷脂類物質的代謝來進行相互識別,同時,磷脂類物質也可能參與寄生過程的防御反應中。為了進一步縮小寄生引起的代謝差異物質的范圍,引入盾殼霉突變株Qnox1-6與核盤菌共培養(yǎng)的不寄生組進行對照實驗。通過多組分比較篩選,以及代謝組分在各處理組中的代謝峰相對豐度比較和生物學功能分析,篩選認為2-Phenylacetamide和Sinapic acid是盾殼霉寄生核盤菌的關鍵物質。3寄生關鍵代謝物的生物功能研究。以芥子酸(S.A.)為外源添加對象的實驗證明:S.A.的添加對盾殼霉生長影響較小;但是,S.A.能明顯抑制核盤菌的生長并導致其出現生長異常現象。代謝通路富集結果顯示,低濃度S.A.的添加導致核盤菌細胞內正常氧化還原及能量代謝受阻,故而引起NAD補救途徑的顯著上調,且高濃度的S.A.對核盤菌的磷脂合成代謝路徑有抑制,分析認為S.A.影響到核盤菌細胞膜的生物功能,導致其出現生長緩慢,生長異常等現象。S.A.添加對寄生組共培養(yǎng)過程的代謝影響實驗結果表明:與未添加共培養(yǎng)組相比,S.A.的添加會引起共培養(yǎng)過程中酸類,糖苷類,酚類、酰胺類等物質的顯著上調。說明S.A.的添加對共培養(yǎng)產生的差異代謝有加強的效果,除此之外,代謝通路富集結果表明,S.A.的添加還會影響到盾殼霉接觸核盤菌時的能量代謝以及細胞識別與信號分子的傳導等功能,進一步證明了 S.A.是盾殼霉接觸核盤菌的過程中的關鍵代謝物。
【學位單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S432.44
【部分圖文】：

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圖２－１盾殼霉生長形態(tài)圖。左圖為野生株，右圖為突變株逡逑Ｆｉｇ邋２－１邋Ｍｏｉｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋Ｃｏｎｉｏｔｈｙｒｉｕｍ邋ｍｉｎｉｔａｎｓ．邋Ｔｈｅ邋ｌｅｆｔ邋ｆｏｒ邋ｗｉｌｄ邋ｓｔｒａｉｎｓ，邋ｔｈｅ邋ｒｉｇｈｔ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｍｕｔａｎｔ邋ｓｔｒａｉｎｓ逡逑圖２－１中盾殼霉野生株ｚｓ－ｌ表面有明顯的黑色分生孢子，而突變株Ｑｎｏｘｌ－６表面則逡逑無成熟的分生孢子器和分生孢子生成。對野生盾殼霉菌株ｚｓ－１邋（對照組）和喪失寄生逡逑能力的突變株Ｑｎｏｘｌ－６代謝物樣品進行ＬＣ－ＭＳ分析，圖２－２是培養(yǎng)１０天的代謝樣品在逡逑正離子模式下的總離子流圖。培養(yǎng)１０天的樣品中檢測到５６３個代謝特征峰（由質荷比逡逑和保留時間組成的數據對統(tǒng)計得到），由總離子流圖可以看到，突變株與野生株相逡逑比，有明顯的代謝物差異，保留時間在６－ｌＯｍｉｎ之間物質特征峰顯著下調，且有新的逡逑和顯著上調的物質特征峰出現（紅色箭頭所示）。逡逑２．５ｘｌ0５邐N逡逑？Ｓ邋２．０Ｘ１０５－邐、邐，邐Ｉ！邐＾邐ｉｎ邋．邋＾邐，逡逑Ｃ邋１．５ｘ１０ｓ－邐＼邐：邐＼邋Ｉ邋１邐ｌ0ｄ邋Ｑｎｏｘｌ－６逡逑名邋ｌ．ＯｘｌＯ５．邐１邐ｆ邋，邋Ｉ邋；邐＼邋＊逡逑０邐２邐４邐６邐８邐１０邐１２邐１４邐１６邐１８邐２０邐２２邐２４逡逑Ｒｅｔｅｎｔｉｎ邋Ｔｉｍｅ／（ｍｉｎ）逡逑２．０ｘｌ０５邋－邐｜｜逡逑？ｉ邋ｎ丨丨Ｊ邋ｈ邋，ｄｚｓ＿ｌ逡逑＝５0ｘ；°（｜＇邐ＪＪＵｗＵＵｌＷ１邋ＬＪＬＪｕｊｕＩｗｖ＾＾—逡逑（Ｉ邋ｌｌ邋＿邐＿邐＿邐＿邐Ｍ邐■邐

２結果與分析逡逑２．１菌株培養(yǎng)及代謝差異分析逡逑圖２－１盾殼霉生長形態(tài)圖。左圖為野生株，右圖為突變株逡逑Ｆｉｇ邋２－１邋Ｍｏｉｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋Ｃｏｎｉｏｔｈｙｒｉｕｍ邋ｍｉｎｉｔａｎｓ．邋Ｔｈｅ邋ｌｅｆｔ邋ｆｏｒ邋ｗｉｌｄ邋ｓｔｒａｉｎｓ，邋ｔｈｅ邋ｒｉｇｈｔ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｍｕｔａｎｔ邋ｓｔｒａｉｎｓ逡逑圖２－１中盾殼霉野生株ｚｓ－ｌ表面有明顯的黑色分生孢子，而突變株Ｑｎｏｘｌ－６表面則逡逑無成熟的分生孢子器和分生孢子生成。對野生盾殼霉菌株ｚｓ－１邋（對照組）和喪失寄生逡逑能力的突變株Ｑｎｏｘｌ－６代謝物樣品進行ＬＣ－ＭＳ分析，圖２－２是培養(yǎng)１０天的代謝樣品在逡逑正離子模式下的總離子流圖。培養(yǎng)１０天的樣品中檢測到５６３個代謝特征峰（由質荷比逡逑和保留時間組成的數據對統(tǒng)計得到），由總離子流圖可以看到，突變株與野生株相逡逑比，有明顯的代謝物差異，保留時間在６－ｌＯｍｉｎ之間物質特征峰顯著下調，且有新的逡逑和顯著上調的物質特征峰出現（紅色箭頭所示）。逡逑２．５ｘｌ0５邐N逡逑？Ｓ邋２．０Ｘ１０５－邐、邐，邐Ｉ！邐＾邐ｉｎ邋．邋＾邐，逡逑Ｃ邋１．５ｘ１０ｓ－邐＼邐：邐＼邋Ｉ邋１邐ｌ0ｄ邋Ｑｎｏｘｌ－６逡逑名邋ｌ．ＯｘｌＯ５．邐１邐ｆ邋

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 王慧;張紅歧;鄔昊洋;鄒坤;;筒鞘蛇菰提取物及松柏苷的抗氧化作用研究[J];三峽大學學報(自然科學版);2009年03期

2 梅夢;;聚類算法的分析與研究[J];科技廣場;2007年11期

3 高俊明;馬麗娜;李欣;韓巨才;;盾殼霉對核盤菌的拮抗作用研究[J];植物保護;2006年06期

相關博士學位論文 前1條

1 魏瑋;盾殼霉產孢和生長相關基因的克隆及功能驗證[D];華中農業(yè)大學;2013年

相關碩士學位論文 前1條

1 杜磊;核盤菌致病力衰退相關病毒SsDRV防治油菜菌核病的研究[D];華中農業(yè)大學;2012年

本文編號：2808935