两个稻瘟菌温度敏感型突变体的数字基因表达谱分析及相关基因敲除

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稻瘟病是水稻上的一种毁灭性病害,给全世界的水稻生产带来巨大威胁。稻瘟病菌是一种丝状子囊真菌,具有典型的生活史和侵染循环。2002年10月稻瘟病菌成为第一个基因组被测定的植物病原真菌,现已被认为是丝状真菌分子生物学和致病机理研究的模式菌种。人类基因组计划的完成迎来了以转录组学和蛋白质组学为主要内容的后基因组时代。人们的关注重点转向了探讨大规模生物数据中所蕴含的信息。数字基因表达分析(DEG)作为一种转录表达谱学的研究方法,可以定量表现出整个基因组几乎所有基因在某个生命过程中的表达情况。利用计算机科学的分析技术,分析海量的基因表达数据,从而筛选出对生命过程有用的信息已经成为当下科学研究的重点。本文主要通过两个稻瘟菌温度敏感型突变体的基因表达分析,根据基因表达差异筛选出一部分基因,对其中2个备选基因进行了基因敲除。主要研究结果如下:1)两个稻瘟菌温度敏感型突变体T-146,T-154进行表型的初步测定,突变体在CM培养基上菌落生长速度比野生型Guy-11慢;大麦叶片致病性测定结果显示,突变体致病性均有下降;分生孢子萌发率明显降低,萌发时间延后,附着胞形成推迟或者不形成附着胞。2)将稻瘟菌温度敏感型突变体T-146,T-154送样做转录表达谱测序,对突变体T-146和野生型Guy-11的数字基因表达谱标签数据库进行分析,从Guy-11的序列库中提取出有效地标签数为5482885个,T-146为6103619个,分别占稻瘟菌基因数据的99.84%和99.91%。得到Guy-11特有的标签数为167650个,T-146为153049个,约占总数据的1.16-1.43%。另外,T-146的线粒体相关基因的表达要高于Guy-11。3)在数字基因表达差异基因的功能分析中,我们得到标签所对应的具有统计学分析意义的基因有4516个,其中包括20个基因家族,这些基因家族约占整个基因组的41%。最终得到突变体T-146的428个具有数字表达差异的基因。4)从稻瘟菌基因组中随机挑选11个基因设计定量PCR引物,通过定量PCR结果显示T-146的qRT-PCR结果和DEG测序结果之间存在显著性相关,T-154的qRT-PCR结果和DEG测序结果相关性不显著。5)在分析结果中筛选出一部分基因作为待敲除基因,构建MGG01722,MGG07200基因敲除载体,MGG07200基因敲除得到6个基因缺失转化子,MGG01722基因敲除得到一个随机插入转化子。基因转录表达谱分析是近几年来比较新颖的研究方法,通过基因表达分析来研究稻瘟菌基因组与生物性状的关系,很有意义。
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