由大豆疫霉所引起的大豆根腐病嚴(yán)重影響著大豆的產(chǎn)量,甚至導(dǎo)致顆粒無收,威脅著全球的大豆糧食安全,每年在全世界范圍內(nèi)直接造成將近20億美元的經(jīng)濟(jì)損失。大豆疫霉隸屬于卵菌,雖然生長形態(tài)上與真菌類似,但在進(jìn)化上與褐藻和硅藻等藻類親緣關(guān)系較近,屬于茸鞭生物界,這種差別使得疫霉菌與真菌在結(jié)構(gòu)特征、代謝途徑及侵染機(jī)制上存在很多差異,導(dǎo)致常規(guī)殺菌劑的使用對疫霉病害并不能形成長期有效的病害控制。因此開展疫霉菌致病分子機(jī)理的研究,是發(fā)展大豆疫病防控新策略與新技術(shù)的重要基礎(chǔ),對保障我國大豆生產(chǎn)具有重要意義。高通量測序技術(shù)的不斷發(fā)展以及成本的逐漸降低讓越來越多的病原菌基因組測序工作得以完成,推動了植物病原菌致病機(jī)理研究的進(jìn)步。通過對多種植物病原卵菌進(jìn)行全基因組測序發(fā)現(xiàn),疫霉菌的一個(gè)顯著特征是基因組中含有數(shù)百個(gè)效應(yīng)子編碼基因,它們在疫霉菌侵染寄主的過程中發(fā)揮了非常重要的作用,可以通過多種機(jī)制破壞植物抗病性,從而促進(jìn)疫霉菌的侵染。因此,探究效應(yīng)子的進(jìn)化變異以及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控的機(jī)制能夠幫助我們深入認(rèn)識疫霉菌并且為疫霉菌防控新藥劑的開發(fā)提供候選靶標(biāo)。本研究通過大豆疫霉比較基因組和比較轉(zhuǎn)錄組的分析,對大豆疫霉編碼的效應(yīng)子基...

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
上篇 文獻(xiàn)綜述
    第一章 植物病原真菌及卵菌基因組學(xué)研究進(jìn)展
        1 植物病原真菌及卵菌的基因組測序情況
        2 植物病原真菌及卵菌的基因組序列特征
        3 植物病原真菌及卵菌的基因組變異機(jī)制
        4 利用基因組學(xué)研究植物病原菌的致病機(jī)制
        參考文獻(xiàn)
    第二章 植物病原真菌及卵菌轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究進(jìn)展
        1 植物病原菌的轉(zhuǎn)錄組研究方法
        2 病原菌與寄主互作在不同時(shí)期的轉(zhuǎn)錄多態(tài)性
        3 病原菌與寄主互作在不同組織的轉(zhuǎn)錄多態(tài)性
        4 效應(yīng)子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制研究
        參考文獻(xiàn)
下篇 研究內(nèi)容
    第一章 大豆疫霉4個(gè)生理小種代表性菌株的序列多態(tài)性分析
        1 材料與方法
            1.1 基因組序列的獲取
            1.2 進(jìn)化樹的構(gòu)建
            1.3 選擇壓力分析
            1.4 基因功能注釋及轉(zhuǎn)錄分析
        2 結(jié)果與分析
            2.1 四個(gè)生理小種基因組序列比對
            2.2 等位基因序列多態(tài)性
            2.3 受選擇壓力作用的候選基因分析
            2.4 受選擇基因的轉(zhuǎn)錄模式分析
            2.5 受選擇的分泌蛋白編碼基因分析
            2.6 具有存在/缺失多態(tài)性的基因分析
        3 討論
        參考文獻(xiàn)
    第二章 大豆疫霉RxLR效應(yīng)子蛋白二級結(jié)構(gòu)的分析及其與序列變異的關(guān)系
        1 材料與方法
            1.1 蛋白質(zhì)序列和結(jié)構(gòu)的獲取
            1.2 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測
            1.3 分泌蛋白的預(yù)測
            1.4 RxLR效應(yīng)子W/Y/L序列元件的鑒定
            1.5 富含α螺旋結(jié)構(gòu)蛋白的鑒定
        2 結(jié)果與分析
            2.1 RxLR效應(yīng)子富含α螺旋結(jié)構(gòu)
            2.2 α螺旋結(jié)構(gòu)主要分布在RxLR效應(yīng)子的C端
            2.3 W/Y/L序列元件具有高度保守的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)
            2.4 C端的序列變異和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)
            2.5 不同類型效應(yīng)子的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)分析
        3 討論
        參考文獻(xiàn)
    第三章 大豆疫霉侵染大豆不同組織的轉(zhuǎn)錄組分析
        1 材料與方法
            1.1 供試菌株和大豆品種
            1.2 培養(yǎng)基的配制
            1.3 大豆疫霉無性生活史階段樣品準(zhǔn)備
            1.4 大豆葉片及根部的接種及樣品準(zhǔn)備
            1.5 RNA的提取與測序
            1.6 測序序列比對及表達(dá)量分析
            1.7 基因的功能注釋
            1.8 多重序列比對及系統(tǒng)發(fā)育分析
            1.9 基因組DNA的提取
            1.10 熒光定量PCR
            1.11 大豆疫霉侵染進(jìn)程的顯微觀察
            1.12 PEG介導(dǎo)的大豆疫霉原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化技術(shù)
            1.13 CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因敲除
            1.14 PsBZPc29敲除轉(zhuǎn)化子的篩選
            1.15 PsBZPc29敲除轉(zhuǎn)化子生長速率和致病性測定
        2 結(jié)果與分析
            2.1 大豆疫霉在大豆根部和葉片侵染進(jìn)程的比較
            2.2 轉(zhuǎn)錄組基本數(shù)據(jù)概述
            2.3 受侵染的大豆根部和葉片表現(xiàn)出不同的防衛(wèi)反應(yīng)
            2.4 大豆疫霉組織特異表達(dá)基因在侵染階段上調(diào)表達(dá)
            2.5 組織特異表達(dá)基因的功能富集分析
            2.6 效應(yīng)子基因具有組織特異表達(dá)模式
            2.7 碳水化合物水解酶編碼基因具有組織特異表達(dá)模式
            2.8 水平轉(zhuǎn)移基因與組織特異侵染
            2.9 敲除bZIP轉(zhuǎn)錄因子PsBZPc29影響大豆疫霉根部侵染
        3 討論
        參考文獻(xiàn)
    第四章 大豆疫霉長鏈非編碼RNA的鑒定及分析
        1 材料與方法
            1.1 大豆疫霉樣品準(zhǔn)備
            1.2 RNA的提取與鏈特異測序
            1.3 長鏈非編碼RNA的鑒定
            1.4 半定量PCR
            1.5 長鏈非編碼RNA的轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)分析
        2 結(jié)果與分析
            2.1 大豆疫霉lncRNAs的鑒定
            2.2 大豆疫霉lncRNAs的特征分析
            2.3 大豆疫霉lncRNAs在種間和種內(nèi)不保守
            2.4 大豆疫霉lncRNAs具有階段特異轉(zhuǎn)錄模式
            2.5 大豆疫霉lncRNAs在基因稀疏區(qū)聚集
            2.6 大豆疫霉lncRNAs周圍存在大量的效應(yīng)子編碼基因
            2.7 大豆疫霉lncRNAs和相鄰基因表達(dá)模式正相關(guān)
            2.8 大豆疫霉lncRNAs具有組織特異表達(dá)模式
        3 討論
        參考文獻(xiàn)
附錄
全文總結(jié)及創(chuàng)新點(diǎn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的研究論文
致謝



本文編號：3877841