【摘 要】
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白粉菌是一类重要的植物专性寄生性菌物,普遍发生在果蔬作物、观赏植物以及经济林木上。目前对于发生在杨树上的白粉菌研究报道比较少。本实验以山新杨白粉病菌为研究对象,通过观察分生孢子、芽管、附着胞等结构形成过程;测定其侵染时寄主植物生理应答响应,对预防和控制病害发生起到至关重要的作用。同时在全基因组测序和初步分析的基础上,对基因组中的分泌蛋白以及效应蛋白进行预测与功能分析。本论文研究有助于从本质上认识杨
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白粉菌是一类重要的植物专性寄生性菌物,普遍发生在果蔬作物、观赏植物以及经济林木上。目前对于发生在杨树上的白粉菌研究报道比较少。本实验以山新杨白粉病菌为研究对象,通过观察分生孢子、芽管、附着胞等结构形成过程;测定其侵染时寄主植物生理应答响应,对预防和控制病害发生起到至关重要的作用。同时在全基因组测序和初步分析的基础上,对基因组中的分泌蛋白以及效应蛋白进行预测与功能分析。本论文研究有助于从本质上认识杨树白粉菌病的病原菌,为今后的分子操作提供高质量的DNA数据库,为揭示山新杨白粉病致病机制明确研究方向,为筛选寄主新的抗病基因奠定基础。主要研究结果如下:1、观察并进一步揭示山新杨白粉病菌分生孢子形态和萌发特性。研究结果表明,分生孢子大小为32～45×10～16μm,呈长椭圆形,单胞,无色透明,串生。萌发几乎不受接触介质影响,但在亲水和疏水介质上萌发时间以及芽管长度略有差异。此外分生孢子在清水和葡萄糖溶液中均可萌发形成芽管和裂瓣状附着胞,并且葡萄糖溶液对于孢子萌发率有明显的促进作用。2、系统地测定了山新杨组培苗叶片受白粉菌侵染时各项生理应答响应指标。测定结果显示,活性氧清除酶SOD、POD以及CAT活性随着不同感病时期变化,均呈现先显著升高后缓慢下降的趋势;而作为细胞膜膜质过氧化的产物MDA则呈现不断上升的趋势。3、对山新杨白粉病菌全基因组进行测序与初步分析。测序结果表明,本样品基因组大小为43.15Mb,经过注释共预测出5861个基因,通过GO、KOG、KEGG数据库对预测的基因进行富集分析,GO数据库注释到23015个基因,其中筛选出11个与萌发形成孢子相关基因,7个直接与寄主侵染互作相关基因;egg NOG注释基因有4338个,其中611个（14.08%）与真菌的生活代谢途径密切相关,323个（5.51%）参与蛋白质翻译后的修饰、周转及分子伴侣,262个（4.47%）与胞内运输、分泌及囊泡运输相关;KEGG注释共得到7444个基因,其中1948条途径与遗传信息处理（Genetic information processing）有关;441条途径与信号转导（Signal transduction）有关;327条途径与新陈代谢（Metabolism）有关;291条途径与翻译（Translation）有关;285条途径与物质运输和分解代谢（Transport and catabolism）有关。4、预测并分析山新杨白粉病菌中的分泌蛋白。共计预测到137个分泌蛋白,长度集中在100～500aa;信号肽切割位点-3和-1位置的氨基酸组成为A-X-A型;在分泌蛋白组中,共有81个功能被注释,主要涉及蛋白翻译后修饰和分子伴侣、碳水化合物的运输和代谢等;此外还预测出17个CAZymes,其中GHs家族占大多数。进一步预测山新杨白粉病菌分泌蛋白组中的效应蛋白,共预测出34个候选效应蛋白,其中有10个在PHI数据库中能比对到其他病原菌的致病效应蛋白。
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