玉米小斑病（southern corn leaf blight,SCLB）是我國玉米主要葉部病害,其病原菌異旋孢腔菌（Cochliobolus heterostrophus）分為O、C、S、T四個生理小種。O小種是我國優(yōu)勢小種,但相關致病機理報道較少。本文對黃淮海、南方甜糯玉米產(chǎn)區(qū)小斑病菌小種分布及O小種致病力分化進行研究,并從全轉(zhuǎn)錄組角度分析O小種侵染機制,得到以下主要結(jié)果:1.玉米小斑病菌生理小種致病性分化鑒定2012-2016年對全國26個玉米產(chǎn)區(qū)進行調(diào)查采樣,鑒定O小種為我國玉米小斑病菌優(yōu)勢小種,其他三個小種分離率較低。O小種菌在我國分為強、中、弱三個類群,中等致病力為優(yōu)勢類群。五年間黃淮海產(chǎn)區(qū)各致病力類群所占比例相對南方玉米產(chǎn)區(qū)更為穩(wěn)定。2.玉米小斑病菌O小種轉(zhuǎn)錄組分析與非編碼RNA效應物預測對侵染位點的病原菌O小種進行轉(zhuǎn)錄組分析,強致病力菌株DY和弱致病力菌株WF間共有3142個差異mRNA。GO注釋發(fā)現(xiàn)差異基因功能主要與信號轉(zhuǎn)導、氧化還原酶類、跨膜轉(zhuǎn)運、降解酶等相關。在O小種共發(fā)現(xiàn)2799個新circRNA和169個新lncRNA,0-0.5hpi侵染階段有1292個差異... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要縮略詞與中英文對照
第一章 文獻綜述
    1.玉米小斑病發(fā)生與病原菌生理分化
        1.1 玉米小斑病的發(fā)生
        1.2 玉米小斑病菌致病機理
    2.玉米小斑病菌O小種致病性分化研究進展
        2.1 O小種致病力分化機理研究現(xiàn)狀
        2.2 寄主-病原互作對病原菌致病性分化的影響
    3.非編碼RNA的生物學功能和在病原微生物-寄主互作中的研究進展
        3.1 microRNA
        3.2 long noncoding RNA（lncRNA）
        3.3 環(huán)狀RNA（circle RNA,circRNA）
    4. 非編碼RNA在植物-病原菌互作中的作用
        4.1 microRNA在植物病原互作中的角色
        4.2 其他類型非編碼RNA類效應物的預測
    5.科學問題的提出與研究內(nèi)容
第二章 中國玉米小斑病菌小種鑒定、區(qū)域分布規(guī)律以及致病力相關分子標記初探
    1. 材料與方法
        1.1 田間調(diào)查與標樣采集
        1.2 菌株分離、純化與鑒定
            1.2.1 菌株分離與純化
            1.2.2 菌株分類學鑒定
            1.2.3 菌株的保存
            1.2.4 試劑耗材等
        1.3 玉米小斑病菌小種鑒定
            1.3.1 T小種離體鑒定
            1.3.2 O、C、T小種鑒別寄主鑒定
            1.3.3 菌株、試劑耗材等
        1.4 玉米小斑病菌O小種致病力鑒定
            1.4.1 病原菌接種方法
            1.4.2 病斑圖像掃描與定量分析
            1.4.3 玉米自交系、試劑耗材等
        1.5 玉米小斑病菌全基因組重測序
            1.5.1 測序文庫構建
            1.5.2 文庫質(zhì)檢
            1.5.3 Cluster生成
            1.5.4 上機測序
            1.5.5 數(shù)據(jù)分析
            1.5.6 全基因組重測序所需試劑等
        1.6 分子標記在強弱致病力分化菌株中初步驗證
    2. 結(jié)果與分析
        2.1 玉米小斑病菌采集和鑒定
        2.2 T小種離體鑒定
        2.3 玉米小斑病菌生理小種的鑒別寄主鑒定
        2.4 O小種致病力分化鑒定
        2.5 O小種致病力分化的分子標記與關聯(lián)性分析
            2.5.1 強弱致病力菌株基因組差異分析
            2.5.2 小種致病力分析分子標記的篩選
    3.小結(jié)與討論
第三章 玉米小斑病菌O小種不同致病類型侵染寄主過程
    1. 材料與方法
        1.1 O小種強、弱致病菌株來源
        1.2 不同致病類型菌株GFP標記
            1.2.1 GFP標記質(zhì)粒
            1.2.2 1300th-GFP質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌和農(nóng)桿菌
            1.2.3 ATMT轉(zhuǎn)化 1300th-GFP進入玉米小斑病菌
            1.2.4 培養(yǎng)基、緩沖液和酶等
        1.3 強、弱致病菌株單細胞純化
        1.4 強、弱致病菌株生長和侵染觀察
        1.5 試劑、緩沖液和儀器耗材
        1.6 激光捕獲顯微切割
    2. 結(jié)果與分析
        2.1 玉米小斑病菌熒光標記與性狀觀察
        2.2 強、弱病力菌株侵染過程的比較觀察
            2.2.1 在葉表萌發(fā)速度的差異
            2.2.2 菌絲侵染結(jié)構觀察
        2.3 侵染 60-72hpi的真菌材料激光顯微捕獲切割
    3. 小結(jié)與討論
第四章 玉米小斑病菌O小種轉(zhuǎn)錄組分析
    1. 材料與方法
        1.1 total RNA純化與質(zhì)控
        1.2 total RNA反轉(zhuǎn)錄放大成cDNA
            1.2.1 第一鏈cDNA合成
            1.2.2 第二鏈cDNA合成
            1.2.3 cDNA純化
            1.2.4 cDNA SPIA放大
            1.2.5 SPIA放大后修飾I
            1.2.6 cDNA純化
            1.2.7 cDNA質(zhì)控
            1.2.8 相關試劑、緩沖液、耗材
        1.3 參考基因組
        1.4 測序數(shù)據(jù)識別和質(zhì)量評估
        1.5 全轉(zhuǎn)錄本測序飽和度分析
        1.6 轉(zhuǎn)錄本重建/組裝分析
        1.7 非編碼RNA（lncRNA、circRNA）預測
            1.7.1 lncRNA預測步驟
            1.7.2 circRNA預測步驟
        1.8 全轉(zhuǎn)錄本（m RNA、lncRNA、circRNA）表達量分析
        1.9 致病類型間的全轉(zhuǎn)錄本差異分析
        1.10 致病類型間共表達基因時間濃度曲線分析
        1.11 DY-GFP WF-GFP侵染過程中全轉(zhuǎn)錄本加權共表達分析
    2. 結(jié)果與分析
        2.1 total RNA的抽提和質(zhì)控
        2.2 RNA反轉(zhuǎn)錄放大到cDNA
        2.3 全轉(zhuǎn)錄本測序質(zhì)量分析
            2.3.1 全轉(zhuǎn)錄本測序數(shù)據(jù)量
            2.3.2 全轉(zhuǎn)錄本RNA測序質(zhì)量
            2.3.3 全轉(zhuǎn)錄本測序飽和度
            2.3.4 轉(zhuǎn)錄本重建/組裝
            2.3.5 非編碼RNA（lncRNA、circRNA）預測
            2.3.6 轉(zhuǎn)錄組（m RNA、lncRNA、circRNA）主成分表達量分析
        2.4 O小種侵染過程中的轉(zhuǎn)錄本分析
            2.4.1 轉(zhuǎn)錄本整體差異分析
            2.4.2 mRNA差異分析與功能注釋
            2.4.3 lncRNA差異分析
            2.4.4 強致病類型侵染不同階段circRNA表達模式
        2.5 不同致病類型表達規(guī)律一致基因分析
            2.5.1 mRNA時間濃度曲線分析與功能注釋
            2.5.2 STC相同模塊基因與致病力相關數(shù)據(jù)庫的比對
            2.5.3 lncRNA時間濃度曲線分析
            2.5.4 circRNA時間濃度曲線分析
        2.6 全轉(zhuǎn)錄本加權共表達分析
        2.7 轉(zhuǎn)錄circRNA的基因偏好性分析
    3. 小結(jié)與討論
        3.1 小斑病菌O小種侵染過程中的差異轉(zhuǎn)錄組分析
        3.2 編碼類基因、非編碼類基因與病原菌致病力三者之間的聯(lián)系
第五章 玉米小斑病菌O小種circRNA效應物功能研究
    1. 材料與方法
        1.1 cexRNET（competition exogenous RNA network,外源競爭性RNA）預測
        1.2 環(huán)狀RNA預測
            1.2.1 環(huán)狀RNA剪接位置序列驗證
            1.2.2 環(huán)狀RNA對RNaseR耐受性
        1.3 環(huán)狀RNA對應基因的線性RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物鑒定
        1.4 環(huán)狀RNA原位雜交
        1.5 Che-cirC2410基因敲除
        1.6 zma-miR399e5P的亞細胞定位
        1.7 熒光定量檢測microRNA和mRNA表達量
        1.8 Che-cirC2410與zma-miR399e5P的互作驗證
        1.9 zma-miR399e5P和靶基因瞬時沉默
        1.10 zma-miR399e5P的模擬物（mimics）和拮抗劑（antagomir）
        1.11 Western Blot
    2. 結(jié)果與討論
        2.1 cexRNET網(wǎng)絡預測結(jié)果
        2.2 環(huán)狀RNA的分析驗證
            2.2.1 環(huán)狀RNA驗證
            2.2.2 Che-cirC2410序列分析
            2.2.3 Che-cirC2410的環(huán)狀RNA特征分析
        2.3 Che-cirC2410和zma-miR399e5P亞細胞定位
        2.4 zma-miR399e5P和Che-cirC2410功能分析
        2.5 zma-miR399e5P與Che-cirC2410的互作驗證
            2.5.1 熒光素酶報告系統(tǒng)驗證zma-miR399e5P與Che-cirC2410互作
            2.5.2 Che-cirC2410和zma-miR399e5P在互作過程中的表達量對應關系
        2.6 zma-miR399e5P的功能驗證
            2.6.1 zma-miR399e5P對靶標基因表達的影響規(guī)律
            2.6.2 zma-miR399e5P與靶標基因BAK1互作對寄主抗病性的影響
        2.7 其他抗性相關基因的表達規(guī)律
        2.8 小結(jié)與討論
第六章 論文主要結(jié)論、創(chuàng)新點、與展望
    1. 論文主要結(jié)論
        1.1 玉米小斑病菌生理小種分化鑒定與分子化標記篩選
        1.2 O小種侵染寄主過程中的全轉(zhuǎn)錄組規(guī)律
        1.3 寄主-病原菌互作中的非編碼RNA分子特征與功能
        1.4 寄主抗性相關基因BAK1的功能
    2. 主要創(chuàng)新點
        2.1 玉米小斑病菌O小種侵染過程中的編碼/非編碼RNA轉(zhuǎn)錄組分析
        2.2 發(fā)現(xiàn)O小種circRNA效應物與寄主microRNA受體
    3.本文研究不足
    4. 展望
參考文獻
附錄
    1.附表
    2.附圖
    3.論文克隆到的基因序列
    4.博士期間發(fā)表文章
    5.參與完成課題:
    6.主要參加學術會議
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3148088