致病疫霉菌侵染马铃薯叶片早期的转录组分析
致病疫霉菌侵染马铃薯叶片早期的转录组分析
【摘要】： 马铃薯是仅次于玉米、水稻和小麦的世界第四大重要的粮食作物。作为亦粮亦蔬食物资源,马铃薯不仅在我国居民日常消费中占有重要位置,还在新时期农业结构调整和农民持续增收中发挥不可替代的作用。而马铃薯的安全生产受到晚疫病的严重威胁,该病害由致病能力强而且变异速度快的致病疫霉菌(Phytophthora infestans)导致。由于进化上的独特性,致病疫霉菌生理生化特征迥异于真菌,导致众多真菌类杀菌剂对其无效。因此,深入研究马铃薯与致病疫霉菌互作研究不仅在丰富病原物与植物互作机理研究中有重要的理论意义,而且在重要粮食作物的安全生产方面具有十分重要的指导意义。基于本实验室前期的致病疫霉菌群体分析结果,我们选取出5个遗传背景差异较大的菌株,制备了12小时的早期马铃薯叶片侵染材料,通过转录组测序研究,探索马铃薯早期响应致病疫霉菌侵染的分子互作机制,获得如下结果:1.马铃薯在响应致病疫霉菌侵染早期阶段次级代谢通路、激素响应、防卫反应、细胞间信号传导和负调控酶活性相关基因均上调表达;大量茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、乙烯(ET)信号通路的相关基因,以及受PAMP诱导的相关基因在内的防卫反应基因上调表达。绝大多数WRKY转录因子上调表达;与光合作用和蛋白质翻译相关基因下调表达。2.对马铃薯受体样蛋白激酶的分析,发现RLK-Pelle_DLSV和RLK-Pelle_LRK10L-2受体样蛋白激酶亚家族不但发生了大量的重复,而且近一半上调表达,为后续鉴定PAMP识别受体提供了重要候选。3.对马铃薯NBS-LRR基因家族的鉴定及与其他物种的NBS-LRR基因的比较,发现了马铃薯抗病基因CNL亚家族的扩张现象,仅较少的NBS-LRR基因差异表达,这与品种MaR3较感晚疫病的特征相符,其中鉴定到223个参考注释中未报道的NBS-LRR基因位点,这些结果表明通过RNA-seq策略发掘关键NBS-LRR抗病基因的可行性。4.基于发现大量蛋白酶抑制物基因高度上调表达,通过本氏烟同源蛋白基因筛选,鉴定获得三个候选基因并利用病毒诱导的基因沉默进行分析,结果发现沉默蛋白酶抑制物基因NB-PI2显著增加本氏烟草对寄生疫霉(Phytophthora parasites)的易感性,初步说明该蛋白酶抑制物参与寄主的免疫防卫调控。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
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