【摘 要】
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中国是柑橘重要原产国之一,但是指状青霉（Penicillium digitatum）引起的绿霉菌严重限制我国柑橘产业发展,其影响贯穿柑橘的运输、销售、储藏等环节,导致严重的经济损失。现针对绿霉菌控制的主要措施是施用化学杀真菌剂,但由于指状青霉抗药性出现的频率不断加快,不仅使柑橘霉菌的防治工作变得更加困难,而且对农业生产安全造成了严重威胁。面对当前的现状,探究指状青霉的致病机制显得尤为重要。本文利用
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.31371893）；
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中国是柑橘重要原产国之一,但是指状青霉（Penicillium digitatum）引起的绿霉菌严重限制我国柑橘产业发展,其影响贯穿柑橘的运输、销售、储藏等环节,导致严重的经济损失。现针对绿霉菌控制的主要措施是施用化学杀真菌剂,但由于指状青霉抗药性出现的频率不断加快,不仅使柑橘霉菌的防治工作变得更加困难,而且对农业生产安全造成了严重威胁。面对当前的现状,探究指状青霉的致病机制显得尤为重要。本文利用PacBio SMRT及Illumina HiSeq X Ten对指状青霉HSPd-F6进行全基因组测序,通过比较基因组学寻找指状青霉及意大利青霉共有的致病/毒力相关基因及指状青霉中特有的致病/毒力相关基因;并以Pd-F6基因组中对毒力相关基因的注释为基础,通过转录组测序探究病毒PdV1对指状青霉Pd-F6弱毒力作用的分子机制。本研究主要结果如下:1.本研究应用二代加三代测序组装完成了一个高质量的指状青霉Pd-F6基因组草图,其大小为27.95 Mb,包括30个scaffold,并预测出了 8781个蛋白质编码基因。使用单拷贝基因对36个子囊菌门物种与指状青霉Pd-F6构建系统进化树,结果显示指状青霉与先前基因组研究构建结果处于相同的进化地位,且其中16个为青霉属物种,进一步分析了青霉属不同物种的亲缘关系。2.通过生物信息学功能注释,在Pd-F6基因组中鉴定到了 1887个病原菌-寄主互作相关基因（PHI related genes）、904个碳水化合物活性酶（CAZymes genes）、116个细胞色素P450及1079个转运系统相关基因。对另外两株已测序且具有基因蛋白注释的指状青霉Pd1、PHI26及一株意大利青霉PHI-1的基因组完成生物信息学功能注释,同Pd-F6进行比较基因组分析。结果表明在Pd-F6中,PHI、CAZymes、细胞色素P450、转运系统相关基因的比例略高于其他三株菌,并进一步比较分析了四个致病/毒力相关数据库比对鉴定到的指状青霉及意大利青霉共有的致病/毒力相关基因及指状青霉中特有的致病/毒力相关基因。3.本研究采用Illumina HiSeq X Ten分别对野生型Pd-F6以及真菌病毒PdV1感染株Pd-F6V进行转录组测序。转录组分析结果表明,病毒PdV1感染后有398个基因发生了差异表达;对差异表达基因进行KEGG功能富集分析,发现脂代谢和外源生物的降解代谢相关通路基因发生下调,说明低毒力病毒PdV1感染对指状青霉Pd-F6的脂代谢和外源生物的降解和代谢过程影响较大。将398个差异表达基因及324个病毒作用相关基因与毒力相关数据库比对,鉴定到263个毒力相关基因。4.在测定mRNA的同时使用Hiseq2500对指状青霉病毒感染前后进行了 sRNA测序,通过对照组和实验组的miRNA及vsiRNA差异表达分析及其靶标预测,鉴定到22对miRNA-mRNA和25对vsiRNA-mRNA可能导致毒力相关基因发生基因沉默,从而引起宿主指状青霉Pd-F6毒力下调。本文利用基因组及转录组测序,在揭示指状青霉致病/毒力相关基因的基础上,对病毒PdV1感染造成的弱毒作用机制进行了组学层面的分析。这为后续深入理解指状青霉致病机制以寻找新的防治手段,奠定了理论基础。
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