本文關(guān)鍵詞：植物內(nèi)生真菌無花果擬盤多毛孢的基因組及次級(jí)代謝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：植物內(nèi)生真菌因其特殊的生境成為天然產(chǎn)物的重要來源。茶樹上分離到的一株內(nèi)生真菌無花果擬盤多毛孢可以產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)新穎的次級(jí)代謝產(chǎn)物,其中生物學(xué)活性良好的化合物有望成為藥物的先導(dǎo)化合物。但是,無花果擬盤多毛孢作為典型的植物內(nèi)生菌,其內(nèi)生生存策略及產(chǎn)生豐富次級(jí)代謝產(chǎn)物的機(jī)制尚不清楚。本研究以茶樹內(nèi)生真菌無花果擬盤多毛孢為研究對(duì)象,通過基因組及轉(zhuǎn)錄組測序,利用生物信息學(xué)和分子生物學(xué)方法,系統(tǒng)解析了植物內(nèi)生菌的內(nèi)生生存策略、次級(jí)代謝產(chǎn)物多樣性機(jī)制及重要次級(jí)代謝產(chǎn)物調(diào)控機(jī)制,主要研究結(jié)果如下： 1.無花果擬盤多毛孢基因組特征。該菌基因組大小為52Mb,編碼15,413個(gè)基因。轉(zhuǎn)座子含量僅占基因組的1.54%,而重復(fù)誘導(dǎo)點(diǎn)突變發(fā)生的次數(shù)很高。該菌基因組和已測序的參考子囊菌相比有更多的多基因家族,而多數(shù)的旁系同源基因的氨基酸序列的一致性低于80%。 2.無花果擬盤多毛孢內(nèi)生生存策略的基因組基礎(chǔ)。該菌基因組編碼的碳水化合物活性酶數(shù)量多且種類豐富,其中參與果膠降解的蛋白家族和其他菌相比發(fā)生了顯著的擴(kuò)張并且大多都可分泌到胞外,據(jù)此推測內(nèi)生菌可以利用宿主植物細(xì)胞間有限的果膠作為營養(yǎng)。該菌中的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族和參考菌株相比發(fā)生了擴(kuò)張,這將提高其適應(yīng)有限營養(yǎng)生態(tài)位以及與宿主交流的能力。 3.無花果擬盤多毛孢基因組揭示其豐富的次級(jí)代謝產(chǎn)物�；蚪M分析表明該菌基因組編碼了97個(gè)次級(jí)代謝的骨架基因,其中多數(shù)的基因分布在74個(gè)基因簇。推測的雙烯加成反應(yīng)酶和其他參考菌株相比也發(fā)生了擴(kuò)張。聚酮合酶基因的多樣性很高,這種多樣性可能來源于基因的水平轉(zhuǎn)移和復(fù)制。 4.重要次級(jí)代謝產(chǎn)物的代謝調(diào)控機(jī)制。該菌中bZIP轉(zhuǎn)錄因子敲除突變株和野生型菌株相比對(duì)氧化劑叔丁基過氧化氫、偶氮二甲苯和甲基萘醌亞硫酸氫鈉較抗而對(duì)過氧化氫則較敏感。在正常條件和氧化脅迫條件培養(yǎng)時(shí),PfzipA突變株和野生型菌株中一些化合物的產(chǎn)量明顯不同,表明轉(zhuǎn)錄因子PfzipA通過對(duì)氧化脅迫的應(yīng)答途徑調(diào)控次級(jí)代謝。 無花果擬盤多毛孢的基因組數(shù)據(jù),為認(rèn)識(shí)植物內(nèi)生菌的內(nèi)生生活方式和內(nèi)生菌次級(jí)代謝多樣性提供了理論依據(jù)；同時(shí)也為將來研究次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的途徑和調(diào)控、新化合物的挖掘以及內(nèi)生真菌與宿主的互作等提供數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)生菌 無花果擬盤多毛孢 基因組 次級(jí)代謝
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S182
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 引言9-24
• 1.1 真菌的生存策略9-11
• 1.1.1 腐生9
• 1.1.2 捕食9-10
• 1.1.3 共生10
• 1.1.4 寄生10
• 1.1.5 植物內(nèi)生10-11
• 1.2 植物內(nèi)生真菌11-14
• 1.2.1 植物內(nèi)生真菌研究簡史11-12
• 1.2.2 植物內(nèi)生真菌的種類12
• 1.2.3 植物內(nèi)生真菌的內(nèi)生生存機(jī)制研究進(jìn)展12-13
• 1.2.4 植物內(nèi)生真菌的次級(jí)代謝產(chǎn)物13-14
• 1.3 真菌組學(xué)是解決真菌生存策略及次級(jí)代謝的有效手段14-16
• 1.3.1 真菌組學(xué)與生存策略15-16
• 1.3.2 真菌組學(xué)與次級(jí)代謝16
• 1.4 次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的途徑及其調(diào)控16-21
• 1.4.1 次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成途徑16-18
• 1.4.2 次級(jí)代謝的調(diào)控18-21
• 1.5 擬盤多毛孢屬的研究進(jìn)展21-23
• 1.5.1 擬盤多毛孢屬的生物學(xué)21
• 1.5.2 擬盤多毛孢屬真菌的次級(jí)代謝21-22
• 1.5.3 無花果擬盤多毛孢的研究進(jìn)展22-23
• 1.6 本研究的目的與意義23-24
• 第二章 無花果擬盤多毛孢基因組的基本特征24-37
• 2.1 材料與方法24-27
• 2.1.1 試驗(yàn)材料24-25
• 2.1.2 基因組測序與組裝25
• 2.1.3 基因預(yù)測與功能注釋25-26
• 2.1.4 轉(zhuǎn)座子(TE)和重復(fù)誘導(dǎo)點(diǎn)突變(RIP)的分析26
• 2.1.5 交配型基因分析26
• 2.1.6 直系基因預(yù)測及系統(tǒng)發(fā)育分析26-27
• 2.1.7 多基因家族分析及蛋白家族進(jìn)化27
• 2.2 結(jié)果與分析27-35
• 2.2.1 無花果擬盤多毛孢基因組測序與組裝27-28
• 2.2.2 無花果擬盤多毛孢基因組特征28-29
• 2.2.3 無花果擬盤多毛孢的交配型預(yù)測29-31
• 2.2.4 無花果擬盤多毛孢的多基因家族分析31-33
• 2.2.5 蛋白家族進(jìn)化分析33-35
• 2.3 討論35
• 2.4 小結(jié)35-37
• 第三章 無花果擬盤多毛孢內(nèi)生生存策略的研究37-58
• 3.1 材料與方法37-39
• 3.1.1 試驗(yàn)材料37-38
• 3.1.2 無花果擬盤多毛孢的GFP標(biāo)記38-39
• 3.1.3 無花果擬盤多毛孢在茶樹內(nèi)的定殖39
• 3.1.4 碳水化合物活性酶(CAZyme)分析39
• 3.1.5 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的分析39
• 3.1.6 效應(yīng)蛋白的分析39
• 3.1.7 細(xì)胞色素P450的分析39
• 3.2 結(jié)果與分析39-56
• 3.2.1 無花果擬盤多毛孢在茶樹內(nèi)的定殖39-40
• 3.2.2 無花果擬盤多毛孢基因組編碼的碳水化合物活性酶40-48
• 3.2.3 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族的擴(kuò)張48-50
• 3.2.4 無花果擬盤多毛孢編碼的分泌組和效應(yīng)子50-54
• 3.2.5 細(xì)胞色素P450單氧化酶的分析54-56
• 3.3 討論56-57
• 3.4 小結(jié)57-58
• 第四章 無花果擬盤多毛孢次級(jí)代謝產(chǎn)物豐富的基因組基礎(chǔ)58-67
• 4.1 材料與方法58-60
• 4.1.1 試驗(yàn)材料58
• 4.1.2 次級(jí)代謝基因及其基因簇的注釋58
• 4.1.3 無花果擬盤多毛孢的轉(zhuǎn)錄組分析58-59
• 4.1.4 聚酮合酶基因結(jié)構(gòu)域預(yù)測及其進(jìn)化分析59
• 4.1.5 雙烯加成酶的鑒定和系統(tǒng)發(fā)育59-60
• 4.2 結(jié)果與分析60-65
• 4.2.1 無花果擬盤多毛孢合成次級(jí)代謝產(chǎn)物的潛力60-62
• 4.2.2 無花果擬盤多毛孢次級(jí)代謝基因簇的轉(zhuǎn)錄組分析62
• 4.2.3 無花果擬盤多毛孢中聚酮合酶基因的進(jìn)化62-64
• 4.2.4 推測的雙烯加成反應(yīng)酶基因64-65
• 4.3 討論65-66
• 4.4 小結(jié)66-67
• 第五章 無花果擬盤多毛孢的轉(zhuǎn)錄因子PfzipA對(duì)次級(jí)代謝及活性氧脅迫的調(diào)控67-87
• 5.1 材料與方法67-78
• 5.1.1 試驗(yàn)材料67-69
• 5.1.2 大腸桿菌轉(zhuǎn)化及質(zhì)粒提取69-70
• 5.1.3 酵母菌感受態(tài)制備轉(zhuǎn)化及質(zhì)粒提取70
• 5.1.4 農(nóng)桿菌感受態(tài)的制備及轉(zhuǎn)化70-71
• 5.1.5 Southern blot分析71-73
• 5.1.6 無花果擬盤多毛孢基因組中轉(zhuǎn)錄因子PfbzipA的鑒定及生物信息學(xué)分析73
• 5.1.7 PfbzipA基因表達(dá)分析73-74
• 5.1.8 PfbzipA基因敲除突變株的構(gòu)建74-76
• 5.1.9 PfbzipA突變株的氧化脅迫76-77
• 5.1.10 PfbzipA突變株的HPLC分析77
• 5.1.11 數(shù)據(jù)處理77-78
• 5.2 結(jié)果與分析78-85
• 5.2.1 無花果擬盤多毛孢基因組中轉(zhuǎn)錄因子PfbzipA的鑒定78-79
• 5.2.2 PfbzipA基因表達(dá)分析79
• 5.2.3 PfbzipA敲除突變株的構(gòu)建79-81
• 5.2.4 PfbzipA突變株對(duì)氧化脅迫的應(yīng)答81-82
• 5.2.5 PfbzipA基因?qū)Υ渭?jí)代謝的影響82-84
• 5.2.6 氧化脅迫時(shí)PfbzipA基因?qū)Υ渭?jí)代謝的影響84-85
• 5.3 討論85-86
• 5.4 小結(jié)86-87
• 第六章 結(jié)論87-89
• 參考文獻(xiàn)89-102
• 致謝102-104
• 作者簡歷104
• 發(fā)表論文104

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：植物內(nèi)生真菌無花果擬盤多毛孢的基因組及次級(jí)代謝研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：328102