發(fā)布時間：2020-11-07 14:36

　　 小麥孢囊線蟲(CCN)對全球小麥生產(chǎn)造成了嚴重威脅。對小麥與CCN親和互作的研究可以提高我們對CCN調(diào)控宿主發(fā)育,免疫及代謝途徑的理解,并進一步有針對性地開發(fā)新的控制策略。在本研究中,我們對小麥感病品種溫麥19(Triticum aestivum L.cv.Wen19)進行了轉(zhuǎn)錄組分析。對接種CCN后第1,3和8天(dpi)的Wen19根組織樣品進行了RNA-Seq測序分析。共鑒定了71569個基因,其中10929個基因為響應(yīng)CCN侵染的差異表達基因(DEGs)。基于功能注釋和GO分析發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)磷酸化,氧化還原過程,代謝過程,轉(zhuǎn)運,轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié),抗性響應(yīng)以及許多其他先前報道的途徑在轉(zhuǎn)錄水平上富集。植物細胞壁水解和修飾蛋白,生長素生物合成,信號傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)運蛋白在線蟲侵染后上調(diào),可能與小麥孢囊線蟲侵入,在根內(nèi)遷移及合胞體的建立相關(guān)。響應(yīng)傷害和茉莉酸刺激相關(guān)基因在1dpi上調(diào)表達基因中富集,但在3dpi和8dpi中沒有富集。我們發(fā)現(xiàn)16個NBS-LRR差異表達基因,其中12個在3dpi下調(diào),表明進一步的抗性反應(yīng)被抑制。在CCN侵染期間,抗氧化酶,谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶和UDP-葡糖基轉(zhuǎn)移酶的基因表達水平顯著上調(diào),可能是小麥Wen19與CCN親和互作的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子�？傊�,通過轉(zhuǎn)錄組方法獲得的結(jié)果表明,氧化還原過程,抗性誘導(dǎo)和抑制,代謝,轉(zhuǎn)運相關(guān)基因可能參與Wen19與CCN的互作,為小麥與CCN互作潛在的機制研究提供了新的見解。同時線蟲效應(yīng)因子的研究對線蟲防控具有重要意義。本研究同時以小麥孢囊線蟲效應(yīng)因子Ha-63744為研究對象,明確了其由線蟲食道腺細胞分泌,在宿主中定位于細胞核,在CCN 6個齡期均表達,但在發(fā)育后期表達量高。利用體外RNAi及VIGS沉默靶基因,能夠顯著降低其侵染率和雌蟲數(shù)量,擬通過超表達研究其對宿主根發(fā)育及線蟲致病性的影響,從而驗證Ha-63744基因功能,揭示該效應(yīng)因子在線蟲侵染、發(fā)育、致病及與宿主互作過程中的功能,為控制其爆發(fā)和促進我國小麥的穩(wěn)定健康生產(chǎn)提供新思路。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士后
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S435.121.49
【部分圖文】：

ｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ?ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ?ｇｅｎｅｓ?（ＤＥＧｓ）?ｏｆ?Ｗｅｎ?１９?ｉｎ?ｒｅｓ．??Ｎｏ．?ｏｆ?Ｎｏ．?ｏｆ?ＤＥＧｓ?Ｎｏ．?ｏｆ?ＤＥＧｓ?ｉｎ?Ｎｏ．?ｏｆ?ＤＥＧｓ?ｉｎ?Ｎｏ．?ｏｆ??ＤＥＧｓ?ｉｎ?ＮＲ?Ｓｗｉｓｓ－Ｐｒｏｔ?ＫＥＧＧ?ｉｎ?Ｃ３６４９?２９８２?２３７７?Ｈ３６?１５０６０２９?５２２８?４１０３?３７４７?２５５１２５１?１０３７?７９０?６９７?４７１０９２９?９２４７?（８１．７２％）?７２７０?（７９．５５％）?５５８０?（５１．０６％）?５４３（４９．７５圖結(jié)果表明，在７９２５個上調(diào)基因中，共有２４０個基因在３個時間點內(nèi)連續(xù)上調(diào)，兩個時間點上調(diào)表達，包括１２４１個基因在１和３?ｄｐｉ時間點上調(diào)表達，２６５個時間點都上調(diào)表達，以及５３８個基因在３到８?ｄｐｉ時間點上調(diào)表達。僅在１，?達的基因數(shù)量分別為１２４７，?２９２８和３８２個（圖ｌａ）。只有３個基因在〗ｄｐｉ，間點都顯著下調(diào)（圖ｌａ）。共有２４２個基因在任何兩個時間點下調(diào)表達，包１和３?ｄｐｉ時間點下調(diào)表達，６個基因在１和８?ｄｐｉ時間點下調(diào)表達，以及４０ｄｐｉ時間點下調(diào)表達。僅在ｌｄｐｉ，３ｄｐｉ和８ｄｐｉ的獨特下調(diào)的基因數(shù)量分別為９３１（圖ｌｂ）。??

在ＣＣＮ侵入根部ｌｄｐｉ時，發(fā)現(xiàn)２１７８個ＤＥＧｓ（ＦＤＲ＜０．００１），其中１２４７個上調(diào)，９３１??個下調(diào)。上調(diào)表達基因富集分析表明，１０１個基因參與蛋白質(zhì)磷酸化，７５個基因涉及代謝過??程，４０個基因參與轉(zhuǎn)運和跨膜轉(zhuǎn)運，并且３２個基因參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控（圖２ａ）。植物細胞壁修飾??可以促進線蟲的入侵和移動。我們發(fā)現(xiàn)１２個與植物型細胞壁相關(guān)基因由ＣＣＮ誘導(dǎo)表達（圖??２ａ）。氧化還原過程中的基因，對傷害的反應(yīng)和對茉莉酸刺激的反應(yīng)基因在上調(diào)基因中極大地??富集，這表明在線蟲侵入的早期誘導(dǎo)了宿主抗性（圖２ａ）。而轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄調(diào)控，ＲＮＡ甲基化，??氧化應(yīng)激反應(yīng)，蛋白水解，囊泡介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運，脂質(zhì)代謝過程基因在下調(diào)表達基因中富集（圖??２ｄ）。??在ＣＣＮ侵入根部３?ｄｐｉ時，發(fā)現(xiàn)４２５１個ＤＥＧｓ?（ＦＤＲ?＜０．００１），其中２９２８上調(diào)，１３２３??下調(diào)。ＧＯ富集分析顯示，參與蛋白質(zhì)磷酸化，氧化還原過程，轉(zhuǎn)錄調(diào)控，代謝過程，跨膜轉(zhuǎn)??運的基因在３ｄｐｉ上調(diào)和下調(diào)基因中都富集（圖２ｂ，ｄ），但囊泡介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在下??調(diào)表達基因中富集（圖２ｄ）。??在８?ｄｐｉ時，ＧＯ富集顯示參與蛋白質(zhì)磷酸化，應(yīng)激反應(yīng)，氧化還原過程，防御反應(yīng)和代??謝過程

第三章小麥孢囊線蟲效應(yīng)因子基因Ｈａ－６３７４４功能初步分析???３．１．８擬南芥超表達基因，分析其對植物根發(fā)育及線蟲侵染的影響??采用Ｇａｔｅｗａｙ法將幻７�；虻模茫模有蛄兄亟M到帶有ｅＧＦＰ和潮霉素抗性標記的雙元??載體ＰＨ７ＷＧ２Ｄ中（Ｏｋａｍｏｔｏｅｔａｌ．，２００９）。凍融法導(dǎo)入到農(nóng)桿菌ＧＶ３１０１中，通過花浸法轉(zhuǎn)化??擬南芥，篩選純合子（Ｂｅｒｎｈａｒｄｔ?ｅｔａｌ．，?２０１２；?Ｃｌｏｕｇｈ?ａｎｄ?Ｂｅｎｔ，?１９９８）。觀察超表達基??因?qū)χ参锔蛋l(fā)育的影響，同時接種小麥孢囊線蟲３００頭，觀察對線蟲侵染及致病的影響。??３．２結(jié)果??３．２．１小麥孢囊線蟲候選效應(yīng)因子基因幻７＃克隆與序列分析??在前期轉(zhuǎn)錄組研究數(shù)據(jù)中獲得基因序列，通過ＰＣＲ技術(shù)獲得ＯＲＦ全長（圖４）。??采用ＳｉｇａｌＰ３．０和ＴＨＡＭＭ軟件預(yù)測其具有信號肽但不含有跨膜結(jié)構(gòu)域的序列（圖５）。??
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2 鄒宗峰;田明英;繆玉剛;;山東省煙臺市小麥孢囊線蟲的分布及發(fā)生特點[J];北京農(nóng)業(yè);2012年36期

3 程建偉;江春;王秋寶;趙奎;;3個旱地小麥品種對小麥孢囊線蟲的抗性試驗[J];山西農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年08期

4 衛(wèi)軍鋒;魏會新;郭海鵬;梁春玲;;陜西省小麥孢囊線蟲病的發(fā)生與分布[J];陜西農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年01期

5 劉剛;;氟吡菌酰胺與阿維菌素復(fù)配拌種對小麥孢囊線蟲病防效較好[J];農(nóng)藥市場信息;2017年30期

6 滕繼濮;;孢囊線蟲治理專項“蟲口奪糧”[J];糧食科技與經(jīng)濟;2018年06期

7 劉剛;;兩種小麥孢囊線蟲在河南的侵染動態(tài)基本明確[J];農(nóng)藥市場信息;2014年05期

8 紀婧嫄;趙洪海;;山東省小麥孢囊線蟲冬前侵染調(diào)查[J];青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2017年02期

9 劉許成;;淺談小麥孢囊線蟲病害及防治技術(shù)[J];農(nóng)技服務(wù);2015年03期

10 袁虹霞;閻海濤;孫炳劍;邢小萍;李洪連;;兩種小麥孢囊線蟲在河南省鄭州的侵染動態(tài)比較研究[J];植物病理學(xué)報;2014年01期

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2 袁虹霞;河南省三個小麥孢囊線蟲群體種類和致病型鑒定及品種抗性研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

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9 裴世安;江蘇省小麥孢囊線蟲的發(fā)生分布、鑒定及其化學(xué)防治研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

10 向桂林;小麥孢囊線蟲的田間發(fā)生規(guī)律、危害及病害綜合防治研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

本文編號：2874080