香蕉枯萎病菌进化研究和Foc TR4致病相关效应蛋白的鉴定及功能分析.pdf

《香蕉枯萎病菌进化研究和Foc TR4致病相关效应蛋白的鉴定及功能分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10564学号：2012100204分类号：Q945.1密级：博士学位论文香蕉枯萎病菌进化研究和FocTR4致病相关效应蛋白的鉴定及功能分析杨静指导教师：彭新湘研究员易干军研究员学院名称：生命科学学院专业名称：植物学答辩委员会主席：王玉柱研究员中国·广州2016年6月华南农业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结

2、果由本人承担。作者签名：日期：______________________学位论文提交同意书本学位论文符合国家和华南农业大学关于研究生学位论文的相关规定，达到学位授予要求，同意提交。导师签名：日期：____________________学科带头人签名：日期：____________________摘要香蕉是世界上最重要的水果之一，也是仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物，因此香蕉生产攸关世界粮食安全、地区发展和人类健康（PloetzRC,2006）。但是，香蕉枯萎病菌热带4号生理小种（Fusariumoxysporumf.sp.cubenseTropicalr

3、ace4）的大规模爆发和流行，已严重危及到该产业的可持续发展。为了防控该病害，本课题对来自不同香蕉生产国的56个Foc菌株（涵盖4个生理小种、24个营养体亲合群（VegetativeCompatibilityGroups,VCGs））进行了基因组重测序，利用比较基因组学研究了全球范围内病原菌的进化规律、鉴定了FocTR4效应蛋白，并对重要的蛋白开展功能分析，具体结果如下：1香蕉枯萎病菌基因组重测序及生物信息学分析（1）基因组重测序及组装：对来自不同香蕉生产国的55个Foc菌株（涵盖4个生理小种、24个VCGs），包括6株FocTR4，8株FocSTR4(亚热带4号

4、小种)，35株Focrace1，2株Focrace2，2株大蕉Foc，2株非致病性尖孢镰刀菌，进行了基因组重测序，测序覆盖度均在50倍以上。测序的原始数据经过滤后组装成Contigs和Supercontigs。（2）基因组Core和LS-Region的区分结合公布在BroadInstitute网站上的14种镰刀菌基因组序列，预测了FocTR4菌株II5的核心基因组（Coregenome或者regions）和Lineage-specificregions（LS-Regions），并以此为参考，采用“剔除核心基因组”（EliminatingtheCoreGenome）

5、的方法鉴定各个测序菌株的Coreregiongs和LSregions，结果显示不同类型菌株间的Core和LS-Region的大小存在显著差异。（3）全球范围内的香蕉枯萎病菌的进化规律利用3种方法研究了全球范围内的Foc的进化规律：①根据10个看家基因绘制的进化树；②全基因组范围内的SNP绘制的进化树；③主成分分析法(PrincipalComponentAnalysis,PCA)，发现FocTR4菌株进化非常保守，是单一起源的，并且进化速度非常快；其它类型菌株如FocSTR4和Race1则进化比较复杂，有多个进化源头；大蕉枯萎病菌由Race1进化而来，克服了对Rac

6、e1、FocTR4和FocSTR4有高度抗性的大蕉的免疫系统。I（4）香蕉枯萎病菌交配型的分析收集交配型位点MAT1-1和MAT1-2基因序列作为对照，将组装的序列进行Mapping，获得不同类型菌株的交配型基因，结果显示香蕉枯萎病菌为异宗配合真菌，而FocTR4（VCG01213,01216和01213/16）为MAT1-1类型。（5）香蕉枯萎病菌效应蛋白的预测根据结构特征，预测了各测序菌株的效应蛋白。结合公布在BroadInstitute网站上的14种镰刀菌基因组序列，利用比较基因组学方法鉴定到各VCGs特异的效应蛋白，也对各生理小种特异的效应蛋白进行分析，鉴

7、定到FocRace1有24个、FocSTR4有47个、FocTR4有37个。2FocTR4侵染过程中效应蛋白的表达规律将FocTR4接种广粉1号、巴西蕉和抗病品种中蕉6号组培苗，将其侵染过程分为附着、共生、共生向腐生转化、腐生等4个阶段。对侵染过程中表达的效应蛋白进行鉴定。鉴定出的效应蛋白的功能主要有：①降解植物细胞壁：如果胶酶、纤维素酶、角质酶、糖基水解酶等；②结合自身细胞壁几丁质；③细胞自噬，参与香蕉枯萎病菌的形态建成；④胞吞作用；⑤清除寄主释放的ROS；⑥其它功能。3FocTR4重要效应蛋白的功能分析对前期FocTR4接种巴西蕉组培苗的蛋白质组学数据进行分析

8、，结合比较