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虫霉门(Entomophthoromycota)真菌能够通过主动弹射分生孢子的方式侵染寄主,这一独特能力使得虫霉能击中和粘住难以碰上的昆虫目标,对虫霉的侵染、定殖、宿存和形成流行病至关重要。新蚜虫疠霉(Pandoraneoaphidis)是全世界分布最广泛的蚜虫专化病原真菌,常引发各种蚜虫的流行病,在多种蚜虫自然控制中发挥关键作用,但其在分子生物学方面的研究进展一直停滞不前,导致其在寄主专化性功能基因的理论研究和生防应用方面的潜力受到了极大的限制。本课题以新蚜虫疠霉为研究对象,利用RNA-seq测序技术和代谢组检测技术对弹孢前(Before discharge,BD)、弹孢高峰期(During discharge,DD)及弹孢后(After discharge,AD)3个阶段的菌丝进行分析。通过对不同状态下菌丝中差异表达基因的分析,筛选可能与孢子主动弹射相关的基因,同时利用电转化法对适用于新蚜虫疠霉的遗传转化体系的构建进行了尝试,以期为后续的基因功能研究打下基础。主要结果如下:一、新蚜虫疠霉弹孢前中后阶段菌丝的RNA-seq测序通过RNA-seq技术对新蚜虫疠霉3种状态菌丝BD,DD,AD分别进行测序分析,以新蚜虫疠霉已有的转录组信息为参考,筛选各比较组的差异表达基因。DDvsAD(实验组vs对照组,下同)中共筛选出372个显著差异表达基因,其中上调的基因有113个,下调的有259个;AD vs BD中共筛选出1509个显著差异表达基因,其中上调的基因有1325个,下调的有184个;DDvsBD中共筛选出478个显著差异表达基因,其中上调的基因有383个,下调的有95个。结合GO功能注释与Pathway显著性富集分析结果,BD阶段筛选的差异表达基因主要行使维持新蚜虫疠霉菌丝正常生长发育、代谢调控的功能;DD阶段筛选的差异表达基因主要参与碳水化合物、脂质、氨基酸代谢等过程;AD阶段筛选的差异表达基因主要参与细胞过程、代谢过程和蛋白结合等生物学过程。二、新蚜虫疠霉弹孢相关基因的筛选通过转录组GO功能分析与pathway显著性富集分析,结合已有的关于孢子主动弹射方面的研究成果,主要从ATP结合、离子通道与物质转运相关的代谢途径中,筛选到13个可能与弹孢相关的基因,其中包括2个与Ca2+转运通路相关的基因 TR26574|c0_g3_i1、TR20190|c0_g2_i 1;2个与Na+/H+转运蛋白相关的基因TR2533|c0_g1_i1、TR9602|c0_g1_i1;1个与钠:二羧酸转运蛋白相关途径的基因TR26996|c1_g1_i1;5个与组氨酸转运途径相关的基因:TR12238|c0_g1_i1 TR33495|c0_g1_i1、TR33495|c0_g2_i1、TR15871|c0_g1_i1、TR8321|c0_gl_i1;2个与溶质载体家族32代谢相关的基因TR2884|c0_g1_i1、TR11581|c0_g2_i1;以及1个与糖/H+转运代谢相关的基因TR25948|c0_g1_i1。三、新蚜虫疠霉弹孢前中后阶段菌丝的代谢组分析通过液相色谱一质谱(LC-MS)检测技术分别对新蚜虫疠霉3种状态菌丝BD、DD、AD的代谢物进行分析,通过质控的数据经单变量及多变量分析后,以 VIP ≥ 1、fold change ≥1.2 或者 ≤ 0.8333,且 q-value<0.05为筛选条件,获得各比较组的差异离子数据。DD vs BD在阳离子与阴离子模式下分别筛选出1252与878个差异离子;ADvsDD在阳离子与阴离子模式下分别筛选出1101与970个差异离子;ADvsBD在阳离子与阴离子模式下分别筛选出1374与1212个差异离子。进一步以VIP≥3为条件筛选差异代谢物,分析结果表明:DDvsBD中阳离子与阴离子模式下分别筛选出126与92种物质,其中在数据库中鉴定到的有79种,23种参与到特定的代谢途径中;ADvsDD中阳离子与阴离子模式下分别筛选出186与90种物质,其中在数据库中鉴定到的有114种,35种参与到特定的代谢途径中;AD vs BD中阳离子与阴离子模式下分别筛选出178与86种物质,其中在数据库中鉴定到的有119种,31种参与到特定的代谢途径中。四、新蚜虫疠霉电转化体系初探以质粒pAN52-1N、pET-29b、pABeG及pUMa932为基础,构建了含有增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)、萎锈灵抗性基因(cbx)的新质粒pACeG,并通过电转化的方法将其导入到新蚜虫疠霉的孢子(萌发)中,在场强为6-7 kV/cm时实现了瞬时转化。本论文通过RNA-seq测序与代谢组检测分析筛选得到新蚜虫疠霉弹孢前中后三个阶段特异表达基因与小分子代谢物,并对其行使的主要生物学功能及参与的主要生化代谢途径和信号转导途径进行统计,为后期研究相关功能基因提供理论性的帮助。同时,利用电转化的方法构建适用于新蚜虫疠霉的遗传转化体系,不仅填补了虫霉目中关于遗传转化研究的空白,也为进一步在分子水平上研究新蚜虫疠霉的基因功能和致病机理奠定基础,有助于以新蚜虫疠霉为代表的虫霉目真菌在害虫综合防治中的地位提升和田间应用。