禾谷镰刀菌产孢转录因子Fghtf1所调控相关基因的筛选和功能分析

论文摘要

赤霉病是在小麦、大麦、燕麦等禾谷类作物上反复发作的重要病害,而禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）则是引起赤霉病的主要致病菌。因此对禾谷镰刀菌的生长发育、产孢过程、毒素合成以及侵染扩展等关键环节的研究有着重大的意义。但目前对禾谷镰刀菌的研究尤其是其分子调控机制上的认识仍十分有限,有待于我们更深入的探索和研究。同源异型盒基因是一类在真核生物的发育和细胞分化中起着重要作用的转录调控因子,我们已有的研究证实禾谷镰刀菌中同源异型盒基因Fghtf1特异调控分生孢子的产生。为进一步寻找Fghtf1转录因子的相关基因,本研究采用高通量RNA测序技术（RNA-Seq）对野生型PH-1菌株和ΔFghtf1突变体菌株进行了全基因组转录量差异分析。结果显示其中591个基因转录量上调,549个基因转录量下调。依据FGDB数据库蛋白功能注释工具对上下调基因进行功能预测并聚类发现,近1/3的差异基因属于未知功能的基因,已有功能注释的基因大多集中在新陈代谢聚类群中。进一步运用荧光定量PCR对其中上下调明显和不明显的10个基因进行了检测,结果和RNA-Seq的差异转录谱相一致。为明确其中2个转录量明显下调基因的生物学功能,我们运用同源重组的方法对这两个基因FGSG10565和FGSG07629进行基因敲除,结果显示ΔFGSG10565和ΔFGSG07629基因缺失突变体在菌落生长和产孢能力均与野生型相比无明显差异,说明这两个基因可能处于Fghtf1转录因子的下游网络,但不直接调控分生孢子的形成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 HOMEOBOX 基因及其功能的多样性
• 1.1 Homeobox 基因的由来
• 1.2 Homeobox 基因的结构与进化
• 1.3 Homeobox 基因在菌物中的功能
• 2 禾谷镰刀菌研究概况
• 2.1 禾谷镰刀菌引起严重的小麦赤霉病
• 2.2 禾谷镰刀菌的特征
• 2.3 禾谷镰刀菌分子遗传学的研究进展
• 2.3.1 毒素合成过程中的分子生物学研究
• 2.3.2 禾谷镰刀菌分生孢子形成的调控机制研究
• 3 高通量RNA 测序相关概况及原理
• 3.1 高通量测序简介
• 3.2 高通量RNA 测序原理
• 4 本研究的目的和意义
• 第二章 材料与方法
• 1 实验材料
• 1.1 实验菌株
• 1.2 各种培养基、抗生素及生化试剂
• 1.2.1 培养基
• 1.2.2 各类抗生素
• 1.2.3 生化试剂
• 2 试验方法
• 2.1 禾谷镰刀菌中Fghtf1 转录因子调控的下游相关基因的分析预测
• 2.2 利用基因重组的原理敲除基因
• 2.3 禾谷镰刀菌基因组DNA 的快速提取及质量检测
• 2.4 DNA 琼脂糖电泳
• 2.5 PCR 扩增
• 2.6 禾谷镰刀菌原生质体制备和转化
• 2.7 菌落生长速度测定
• 2.8 产孢量统计
• 第三章 结果与分析
• 1 高通量 RNA 测序结果验证与分析
• 1.1 高通量RNA 测序质量评估
• 1.2 高通量RNA 测序图谱中的差异表达基因
• 1.3 表达图谱中差异基因的功能分类
• 1.4 实时荧光定量PCR 对禾谷镰刀菌差异基因的验证
• 10565 与ΔFGSG₀7629 基因敲除突变体的筛选鉴定与功能验证'>2 禾谷镰刀菌ΔFGSG₁0565 与ΔFGSG₀7629 基因敲除突变体的筛选鉴定与功能验证
• 10565 与ΔFGSG₀7629 基因敲除突变体的筛选鉴定'>2.1 禾谷镰刀菌ΔFGSG₁0565 与ΔFGSG₀7629 基因敲除突变体的筛选鉴定
• 10565 与ΔFGSG₀7629 基因敲除突变体的生长表型变化'>2.2 禾谷镰刀菌ΔFGSG₁0565 与ΔFGSG₀7629 基因敲除突变体的生长表型变化
• 10565 与ΔFGSG₀7629 基因敲除突变体的产孢量与孢子形态'>2.3 禾谷镰刀菌ΔFGSG₁0565 与ΔFGSG₀7629 基因敲除突变体的产孢量与孢子形态
• 第四章 全文总结讨论及后续研究
• 1 总结讨论
• 2 后续研究
• 参考文献
• 附录
• 附录1 本研究中所采用的引物序列及其用途
• 附录2 本研究中荧光定量PCR 的扩增曲线和溶解曲线
• 致谢