盐胁迫对昆虫病原真菌环链棒束孢生长及基因表达的影响

环链棒束孢Isaria cateniannulata是一种重要的昆虫病原真菌,广泛应用于茶园害虫的防治。环境胁迫是影响该菌株生长、扩散和菌株毒力的不利外界因素,其中盐胁迫对环链棒束孢的生长和基因转录表达的影响尚不清楚。本研究采用0（对照）、0.6和1.0mol/L的NaCl处理菌株,观测不同浓度NaCl对菌株表型的生长抑制作用,并对3组处理做了转录组分析。结果表明,3组处理共拼接到37 833个转录本,得到10 441个unigenes。与对照组相比,0.6和1.0mol/L NaCl处理组共鉴定出1 074个和2 412个差异表达基因,其中697个和1 201个表达上升,377个和1 211个表达下降。这些差异表达基因分别参与了碳水化合物和氨基酸的代谢、核糖体的生物合成、脂肪酸的合成与降解。为了验证转录组结果的准确性,本研究进一步通过qRT-PCR技术验证了12个差异表达基因的表达谱,研究结果为进一步了解环链棒束孢抵抗盐胁迫的分子机理奠定了理论基础。     

环境胁迫和非胁迫条件下类植物乳杆菌转录组分析

【背景】类植物乳杆菌L-ZS9是一株在食品发酵与保鲜方面具有潜在应用价值的产细菌素益生菌。【目的】深入了解环境胁迫影响类植物乳杆菌L-ZS9细菌素合成的重要相关调节基因的信息。【方法】通过高通量测序技术对类植物乳杆菌转录组进行测序,对所有转录本进行COG(Clusters of Orthologous Groups)、GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分类和Pathway注释。【结果】转录组测序显示2个样品基因覆盖度都在90%以上,差异表达基因927个,其中744个上调,183个下调。KEGG分析结果表明,649个差异表达基因中68个集中在"ABC转运途径",占10.48%,其中3个基因表达上调超过16倍,1个基因表达下调超过1/16,暗示类植物乳杆菌L-ZS9细菌素合成与"ABC转运途径"密切相关。另外多个孤儿基因表达变化也超过16倍,有的甚至表达上调达万倍。【结论】进一步拓展了类植物乳杆菌的基因信息,为类植物乳杆菌细菌素代谢途径和逆境反应研究提供了坚实的基础。     

基于转录组测序的扎龙湿地野大麦耐盐性分析

通过转录组测序技术对扎龙湿地野大麦幼苗在200 mmol/L NaCl胁迫2 d后的叶片进行分析。对测序结果进行De novo拼接后,将差异表达基因在GO、KEGG数据库中进行比对注释。结果表明:NaCl胁迫2 d后,对照组与处理组分别获得Unigene序列61038个和46754个,检测到差异表达基因25465个,差异基因GO功能注释到3个大类的55个功能组。差异表达基因被注释到135个Pathway上,直观地显示出NaCl胁迫下野大麦幼苗体内发生调节及改变的代谢过程和信号通路,其中主要涉及光合作用、脯氨酸代谢、叶绿素代谢等途径。通过对野大麦幼苗叶片转录组分析,发掘相关耐盐基因,有助于培育野大麦及其近缘作物新品种,并对揭示植物耐盐性分子机制及相关代谢途径具有重要意义。     

鲁氏接合酵母海藻糖耦合发酵过程的转录组差异分析

[目的]为探究鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)在海藻糖耦合发酵过程中适应高温胁迫的基因表达差异及内在代谢调节机制。[方法]采用GC色谱仪和Illumina HiSeq^TM高通量测序技术对海藻糖耦合发酵过程(无调控阶段、补料响应阶段、补料与中温刺激耦合响应阶段、补料与高温刺激耦合响应阶段)的生物量、胞内海藻糖含量、基因转录序列等指标进行检测。[结果]转录组测序结果显示，与无调控阶段对比，三个调控响应阶段分别筛选得到1717、522、2038个差异表达基因。海藻糖耦合发酵过程中的鲁氏接合酵母细胞差异表达基因主要富集到次级代谢产物的生物合成、核糖体、氨基酸的生物合成等代谢途径上，高温胁迫条件下(海藻糖高速合成过程)分别涉及158、97、58个差异表达基因，次级代谢主要涉及赖氨酸等氨基酸和嘌呤/嘧啶核苷酸，氨基酸的生物合成主要涉及赖氨酸代谢、半胱氨酸和谷氨酸代谢。[结论]通过转录组分析揭示了鲁氏接合酵母主要通过调控次级代谢产物的生物合成与氨基酸代谢来适应高温热激胁迫。     

基于转录组学的蓖麻耐盐基因的挖掘

为获取蓖麻耐盐基因的序列信息,挖掘盐胁迫下差异表达基因及相关代谢途径,本研究以盐胁迫（300 mmol/L NaCl）处理0、12和24 h后通篦5号的幼苗真叶为试验材料,借助高通量测序技术进行转录组测序分析。结果表明,在盐胁迫12 h和24 h分别有4822和3103个差异表达基因。对共有的1872个差异表达基因进行共表达模式聚类分析,发现这些基因共有3种表达模式。KEGG代谢通路分析结果显示,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解（ko00280）、植物昼夜节律调控（ko04712）以及淀粉和蔗糖代谢（ko00500）3个通路在盐胁迫适应过程中显著富集;GO功能富集分析结果显示,多数差异表达基因被富集到生物过程中,其中细胞进程（GO:0009987）和响应非生物胁迫（GO:0009628）过程富集到差异表达基因的数目最多。另外,共有19个转录因子参与蓖麻的盐胁迫响应。植物激素信号转导通路中有42个差异表达基因,其中有97.6%的基因分别在12 h和24 h是上调表达的。此外,还筛选出包括光合作用途径、抗氧化调节、Na+、K+和Ca2+转运相关参与蓖麻幼苗盐胁迫的差异表达基因。qRT-PCR结...     

硫酸锌添加对酿酒酵母乙酸胁迫条件下全局基因转录的影响

【目的】利用转录组测序研究硫酸锌添加提高絮凝酿酒酵母SPSC01乙酸胁迫耐性的分子机理。【方法】在10.0 g/L乙酸胁迫条件下,添加0.03 g/L硫酸锌,取对数期酿酒酵母细胞,与不添加硫酸锌的对照组细胞进行比较转录组分析。【结果】添加硫酸锌的实验组与对照组相比较,50个基因转录水平上调,162个基因转录水平下调,这些转录水平变化明显的基因涉及糖代谢、甲硫氨酸合成、维生素合成等多条代谢途径,此外,转录水平变化的基因还包括抗氧化酶基因等关键胁迫响应基因。【结论】硫酸锌添加可改变酿酒酵母全局基因转录水平,提高抗氧化酶及其他胁迫耐性相关基因的表达,影响细胞氧化还原平衡和能量代谢,通过对多基因转录的调控提高酿酒酵母乙酸耐受性。     

洛伐他汀工业菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成分析

【目的】分析洛伐他汀工业生产菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成能力,为后期的遗传改造、次级代谢产物及其基因簇挖掘提供指导。【方法】对洛伐他汀发酵条件下的样品进行了转录组分析,同时运用色谱分离技术及波谱学方法对主要次级代谢产物进行了分离和结构鉴定。【结果】洛伐他汀合成相关基因转录水平非常高,还有4个聚酮合酶(PKS)、6个非核糖体多肽合成酶(NRPS)和1个PKS-NRPS杂合酶基因进行了转录,其他PKS和NRPS基因都处于沉默状态。此外,从该菌的发酵产物中分离鉴定了10个主要副产物并确定了其结构。【结论】土曲霉HZ01是一株优良的洛伐他汀生产菌株,在构建次级代谢产物异源合成细胞工厂和鉴定次级代谢产物生物合成途径方面具有很好的应用潜力。     

盐胁迫对昆虫病原真菌环链棒束孢生长及基因表达的影响（英文）

环链棒束孢Isaria cateniannulata是一种重要的昆虫病原真菌,广泛应用于茶园害虫的防治。环境胁迫是影响该菌株生长、扩散和菌株毒力的不利外界因素,其中盐胁迫对环链棒束孢的生长和基因转录表达的影响尚不清楚。本研究采用0 (对照)、0.6和1.0mol/L的NaCl处理菌株,观测不同浓度NaCl对菌株表型的生长抑制作用,并对3组处理做了转录组分析。结果表明,3组处理共拼接到37 833个转录本,得到10 441个unigenes。与对照组相比,0.6和1.0mol/L NaCl处理组共鉴定出1 074个和2 412个差异表达基因,其中697个和1 201个表达上升,377个和1 211个表达下降。这些差异表达基因分别参与了碳水化合物和氨基酸的代谢、核糖体的生物合成、脂肪酸的合成与降解。为了验证转录组结果的准确性,本研究进一步通过qRT-PCR技术验证了 12个差异表达基因的表达谱,研究结果为进一步了解环链棒束孢抵抗盐胁迫的分子机理奠定了理论基础。     

华根霉液态培养生产脂肪酶不同形态菌体的转录组差异分析

【背景】作为发酵工业中一类重要的生产菌株,丝状真菌目的产物的形成与菌体形态有着紧密的联系。华根霉(Rhizopus chinensis)CCTCC M201021是从我国传统酿造浓香型白酒大曲中筛选到的一株丝状真菌,其生成的包括脂肪酶在内的酶蛋白具有较高的工业应用价值。【目的】华根霉(Rhizopus chinensis)CCTCC M201021在脂肪酶液态发酵中形成两种不同形态菌体,发酵表现差异明显。本研究考察华根霉不同菌体形态及其细胞代谢在转录组水平的内在差异。【方法】基于RNA-Seq高通量转录组测序,分别对液态培养获得的不同形态华根霉菌体高表达和显著差异表达的转录基因进行功能分析。【结果】两种形态菌体转录组存在明显的差异。利用RPKM值对表达量最高的前20个基因进行分析,聚集态菌体高表达基因主要为不同类别的核糖体蛋白,而分散态菌体中与细胞形态相关的几丁质酶及与信号传导相关的基因也是高表达基因。在两种形态菌体显著差异表达的20个基因中,除了涉及代谢的基因有明显不同外,分散态菌体中也有一些涉及"细胞过程与信号"的基因上调表达显著。两种形态菌体中独有表达基因总体表达量均较低,但聚集态菌体独有表达基因在基因种类和表达量上都要明显高于分散态菌体。同时,转录分析表明,华根霉脂肪酶在聚集菌体中较高的生产水平与脂肪酶基因的高水平转录有关。【结论】菌体形态的差异显著影响了华根霉的转录组,不仅不同形态菌体高表达基因和显著差异表达基因有明显不同,而且功能相同的蛋白在不同菌体形态下也多是由不同基因表达,它们可能承担着不同的作用。总体而言,华根霉聚集态菌体中存在更为复杂的生理过程,而分散菌体中受到信号的传导和调控似乎更多。菌体形态的改变可能是细胞分化的结果,伴随着菌体对细胞微环境改变的一种响应。研究结果为深入了解丝状真菌形态分化的内在机制及其影响提供了一些线索。     

准噶尔小胸鳖甲短时低温胁迫响应的转录组分析

【目的】拟步甲科昆虫小胸鳖甲Microdera punctipennis是分布于中国新疆古尔班通古特沙漠的特有物种,具有很强的耐寒性,但其低温响应的分子机制尚不明确。本研究旨在利用转录组测序技术丰富小胸鳖甲的已知基因信息,分析在短时低温胁迫下,上调表达基因的主要类群及参与的主要代谢通路。【方法】利用Trinity软件对分别在4℃低温和25℃(对照)下处理3 h的小胸鳖甲成虫RNA-Seq数据进行从头组装,利用Blast2go软件进行基因注释。通过DESeq和GFOLD软件分析差异表达基因,并对上调表达基因进行GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)代谢途径富集分析。【结果】测序过滤后得到68 165 001个有效读序,51 712个平均长度为984 bp的非冗余基因,其中29 925个基因(约57.87%)有同源序列(E-value10-5),与拟步甲科的赤拟谷盗Tribolium castaneum相应基因相似性最高(核苷酸序列一致性为72.75%)。低温响应上调表达基因有514个,富集到35个GO类群,18个KEGG途径。其中胁迫响应类群、生物调节类群和免疫系统过程类群都占有重要比例,嘌呤代谢、硫胺素代谢、糖酵解/糖异生等代谢通路显著富集。在胁迫响应类群中,热激蛋白Hsp90基因、超氧化物歧化酶(SOD)基因和钙联接蛋白Calnexin基因等8个非生物胁迫相关基因显著上调表达。【结论】荒漠昆虫小胸鳖甲低温转录组揭示,在4℃冷驯化过程中,代谢过程、胁迫响应、生物调节和免疫系统等生物学过程相关基因表达显著上调,其中几个非生物胁迫响应基因提示小胸鳖甲可能从分子伴侣、细胞周期阻滞、线粒体稳定性、抗氧化胁迫等多方面应对低温胁迫。KEGG富集分析所揭示的小胸鳖甲在低温下的转录组代谢通路与其他物种有较大差异。研究结果为后续生物信息学分析及小胸鳖甲耐寒关键基因的发掘及耐寒机制的揭示提供了基础数据。     

球囊菌胁迫中华蜜蜂幼虫肠道过程中病原的转录组学研究

【目的】本研究利用RNA-seq技术对球囊菌胁迫的中华蜜蜂(中蜂)幼虫肠道进行深度测序,经趋势分析得到差异表达基因(DEGs)的显著表达模式,进而对胁迫过程中的球囊菌进行转录组学分析。【方法】利用Illumina HiSeq 2500平台对球囊菌胁迫的中蜂幼虫肠道进行深度测序,并利用相关软件进行了深入分析。最后,通过RT-qPCR对RNA-seq数据进行了验证。【结果】本研究共得到球囊菌的41133932条高质量clean reads。22865个DEGs共聚类为8个基因表达模式,其中,16769个DEGs聚类为2个显著上调趋势与2个显著下调趋势。GO富集分析结果显示,显著上调与显著下调趋势中的DEGs分别富集于40与37个GO term,基因富集数最多的为细胞进程(2486 unigenes)。KEGG代谢通路(pathway)富集分析结果显示,显著上调与显著下调趋势中的DEGs分别富集于119和112个pathway,基因富集数最多的分别是氨基酸生物合成(127 unigenes)与核糖体(98 unigenes)。进一步分析表明球囊菌在胁迫中蜂幼虫肠道的过程中通过提高物质合成促进其增殖,而宿主通过抑制球囊菌的蛋白合成抵御病原入侵。富集在MAPK信号通路的11个DEGs的表达水平随着胁迫时间的延长而逐渐下降,推测中蜂幼虫通过抑制该通路而阻遏球囊菌增殖。【结论】本研究不仅为揭示白垩病过程中的球囊菌-中蜂幼虫互作提供了重要信息,也为阐明不同抗性蜂种的球囊菌抗性差异奠定了基础。     

基于比较转录组学分析NaCl胁迫影响德尔卑沙门氏菌的耐渗机制

【目的】研究高渗胁迫条件下德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp. enterica Derby, S. Derby)的转录组调控机制,分析差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)表达水平,探究在高渗胁迫影响下德尔卑沙门氏菌耐渗反应的相关代谢通路。【方法】通过高渗胁迫诱导德尔卑沙门氏菌的耐渗性,提取菌株的总RNA,去除rRNA,构建cDNA文库。利用转录组测序技术及生物学信息技术分析相关DEGs,并通过实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qRT-PCR)进行验证。【结果】胁迫组德尔卑沙门氏菌通过转录组测序结果发现有3 950个DEGs,其中具有显著上调的基因21个,显著下调基因38个。涉及到细胞膜蛋白、氨基酸的代谢等相关基因上调,协助德尔卑沙门氏菌在高渗环境中存活。与此同时,胁迫组德尔卑沙门氏菌的糖转运系统(sugar transport system, PTS)、糖酵解过程以及抗氧化性相关基因表达显著下调,这是由于高渗环境菌体需要在体内储存大量糖类等物质,从而降低了糖原的消耗,进而导致细胞外膜的脂多糖合成受到抑制,降低了高渗胁迫下德尔卑沙门氏菌细胞膜表面的O抗原的合成。【结论】高渗环境诱导后显著提高了德尔卑沙门氏菌的耐渗性,其中Na⁺/H⁺逆向转运蛋以及谷氨酸的代谢通路发挥着重要的作用,为进一步了解以及更好地控制其在食品中的污染提供了理论依据。     

转录组学分析盐单胞菌四氢嘧啶合成代谢相关的表达差异基因与qRT-PCR验证

[目的]探究盐适应条件下坎帕尼亚盐单胞菌(Halomonas campaniensis)的差异基因表达水平,挖掘四氢嘧啶(ectoine)合成代谢相关联的差异基因.[方法]设置无盐组NS(0 mol/LNaCl)、中盐组 MS(1.5 mol/L NaCl)和高盐组 HS(2.5 mol/L NaCl),培养H.cam...     

生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的基因转录谱分析

【目的】探究生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的差异基因表达情况,为今后研究生物膜形成调控机制提供基因信息。【方法】以非生物膜形成条件下为参照,采用Illumina HiSeq测序平台进行转录组测序（RNA sequencing,RNA-seq）研究,分析生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的基因表达情况,并采用实时定量PCR （quantitative real-time PCR,qPCR）进行验证。【结果】本研究共获得979个差异显著性表达基因（differentially expressed gene,DEG）,其中下调基因379个,上调基因600个。基因本体（gene ontology,GO）分类分析结果显示,共有363个DEGs注释到分子功能、细胞组分和生物学过程3个一级分类和30个二级分类;京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）代谢途径分析结果显示,共有706个DEGs归到37个代谢通路中（Q value<0.05）,差异表达基因主要集中在细胞代谢和转运通路上;蛋白相邻类的聚簇（clusters of orthologous groups,COG）分类结果显示,有888个DEGs可归为20个类别,涉及DEGs最多的为氨基酸转运与代谢、一般功能预测基因、能量产生与转换以及未知功能基因。qPCR验证挑选的DEGs变化趋势均与RNA-seq的结果一致。此外,从转录组数据中共筛选出10个c-di-GMP代谢相关基因、1个侧生鞭毛蛋白基因（lafA）、13个极生鞭毛合成相关基因、6个荚膜多糖合成相关基因、6个胞外多糖合成相关基因、5个IV型菌毛合成相关基因、膜融合蛋白（membrane fusion protein,Mfp）基因（cpsQ-mfpABC）、14个III型分泌系统1（T3SS1）相关基因、14个Vp-PAI基因（1个tdh2和13个T3SS2基因）、3个VI型分泌系统1（T6SS1）相关基因、6个T6SS2基因、45个推定调控子基因和15个推定的外膜蛋白基因。【结论】生物膜形成引起副溶血弧菌基因表达谱发生明显变化,差异表达基因中包含生物膜形成相关基因、关键毒力基因和许多推定调控子基因等,这为后续研究生物膜形成调控机制提供重要信息。     

暗褐网柄牛肝菌菌核形成相关基因分析

【背景】暗褐网柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)是第一个能够人工栽培的食用牛肝菌,人工栽培过程中,不同菌株会形成数量不等的菌核。【目的】探明不同菌株产核差异机制。【方法】采集多菌核(JH1)、寡菌核(JH2)菌株的成熟菌核及无菌核(JH3)菌株培养相同时间的菌丝体进行转录组测序,分析差异表达基因对菌核形成的作用和功能。【结果】KEGG富集分析显示,JH2 vs. JH1互比,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,精氨酸和脯氨酸代谢,半胱氨酸及蛋氨酸代谢显著富集;JH3 vs. JH1互比,乙醛酸和二羧酸代谢显著富集;JH3 vs. JH2互比,谷胱甘肽、乙醛酸和二羧酸代谢显著富集。菌核形成相关基因分析显示,从JH2 vs. JH1、JH3 vs. JH1和JH3 vs. JH2的差异表达基因中分别筛选到69、118和82条与信号转导、感知刺激、防御、碳水化合物活性酶等有关的基因,其中碳水化合物活性酶基因数量最多。三个比较组共有的碳水化合物活性酶基因在JH1中的表达量高于JH2、JH3,表明JH1更能充分利用底物营养以形成更多菌核。【结论】本研究从转录组水平初步分析了暗...     

2型猪链球菌脑膜炎小鼠模型的构建及其转录组学分析

【背景】2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2, S. suis 2)可感染宿主引起严重的脑膜炎,对养猪业和人类公共卫生安全构成重大威胁。【目的】构建S. suis 2感染小鼠脑膜炎模型,并对其脑组织进行转录组学分析,为揭示S.suis2感染宿主后引起脑膜炎的分子机制和发现潜在的治疗靶点提供理论依据。【方法】采用S. suis 2感染小鼠,并对其脑组织进行病理组织学分析确认构建脑膜炎小鼠后,对其脑组织进行转录组学分析,对比S.suis2感染和未感染小鼠的差异表达基因,并对差异表达基因进行基因本体论(geneontology,GO)功能、京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)通路富集和韦恩分析。【结果】脑病理组织学分析结果显示,S. suis 2感染的小鼠脑膜中有大量的炎症细胞浸润,并且血管周围出现“袖套”现象,并能从感染小鼠的组织器官中再分离出攻毒的S. suis 2菌株,结果证明构建了S. suis 2感染脑膜炎小鼠模型。转录组学分析结果表明,感染S.suis2与未感染的...     

不同盐度胁迫下杜氏盐藻全转录组测序及注释

【目的】通过对杜氏盐藻的转录组进行测序和基因功能分析,阐明不同浓度盐胁迫对杜氏盐藻生长发育以及不同信号途径的影响。【方法】分别获取9%NaCl浓度和24%NaCl浓度培养下的杜氏盐藻转录组并通过Illumina平台进行测序。将所得的序列进行拼接、去冗余处理。【结果】获得40682个unigenes,其中注释到NR数据库的10905个,注释到NT数据库的2768个,注释到SWISS-PROT数据库的7261个,注释到COG/KOG数据库的6499个。受到高盐胁迫的杜氏盐藻细胞相比低盐环境下,有717个基因表达上调,1012个基因表达下调。进一步对60个显著差异基因进行了功能聚类,发现盐胁迫诱导了光合作用途径的基因表达。【结论】杜氏盐藻通过提高光合作用基因表达增强耐盐性。该研究最大范围上挖掘了杜氏盐藻在高盐和低盐环境的基因转录水平,为深入揭示杜氏盐藻盐胁迫下基因差异表达提供了平台,并为进一步研究杜氏盐藻耐盐机理提供理论依据。     

基于iTRAQ技术对植物乳杆菌FS5-5的耐盐特性分析

【目的】对大酱中耐盐性较好的植物乳杆菌进行蛋白质组学研究,为植物乳杆菌盐胁迫应激机制的研究提供实验数据。【方法】本项研究以筛选自东北传统农家大酱的耐盐性较好的植物乳杆菌FS5-5为研究对象,绘制了其在0%、6.0%、7.0%和8.0%(W/V)Na Cl浓度下的生长曲线,并利用i TRAQ技术研究了其在0%、6.0%、7.0%和8.0%(W/V)Na Cl浓度下的蛋白质表达情况。【结果】植物乳杆菌FS5-5在0%、6.0%、7.0%和8.0%(W/V)Na Cl浓度下到达对数生长期中期的时间点分别为5、10、12和12 h;以差异倍数在1.2倍以上且P0.05为筛选条件对6.0%、7.0%和8.0%(W/V)Na Cl浓度下与0%进行差异蛋白质的筛选,共筛选出1271个差异蛋白质。这些差异蛋白质主要参与糖代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、核苷酸代谢、应激反应、转运、PTS系统和核糖体代谢等。【结论】植物乳杆菌在高盐浓度下生长与能量合成蛋白质、应激蛋白质以及相容性溶质转运蛋白质的表达上调有密切关系。     

致病疫霉PiSAK1的生物学功能分析

【背景】致病疫霉是引起世界范围内马铃薯晚疫病的重要病原菌。Stress-activated protein kinases (SAPKs)是一类胁迫激活的mitogen-activated protein kinases (MAPKs)，研究表明真菌SAPKs在调控细胞应答外界胁迫等方面有重要作用。致病疫霉中存在一个SAPK，即PiSAK1，其生物学功能并不明确。【目的】探究PiSAK1在致病疫霉生长发育、抵抗外界胁迫及侵染马铃薯过程中发挥的生物学功能。【方法】利用生物信息学手段分析PiSAK1的特性，通过RT-qPCR分析明确致病疫霉PiSAK1在不同发育阶段及侵染马铃薯不同时期的表达量，最后构建PiSAK1沉默、过表达菌株并测定其各项生物学表型。【结果】PiSAK1具有丝裂原活化蛋白激酶典型的Ser/Thr蛋白激酶催化结构域，并且与其他卵菌的SAPKs同属一个进化分支。致病疫霉PiSAK1分别在休止孢阶段、侵染马铃薯48 h时表达量最高，且0.3 mol/L NaCl及3 mmol/L H2O2胁迫刺激0.5 h后PiSAK1的表达量均显著升高。构建PiSAK1沉默、过表达菌株并测...     

转录组分析罗伯茨绿僵菌精胺合成酶MrSPS介导真菌血腔定殖功能

【背景】精胺在植物应对逆境胁迫、动物抵抗疲劳和衰老、真菌生长代谢等过程中发挥重要作用,但目前在昆虫病原真菌中的研究未见报道。【目的】在分子水平上探究罗伯茨绿僵菌精胺合成关键酶——精胺合成酶在昆虫血腔定殖中的作用机制。【方法】显微注射法测定Mrsps敲除株ΔMrsps的致病力变化,并观察血腔中ΔMrsps生长状态;收集ΔMrsps和野生型WT注射侵染30 h后的大蜡螟血淋巴进行转录组测序,分别与罗伯茨绿僵菌和大蜡螟参考基因组进行比对分析,并结合定量PCR进行验证。【结果】与WT和回补株ΔMrsps-cp相比较,ΔMrsps致病力显著下降,而且随着注射浓度的降低,ΔMrsps致病力下降越显著。侵染36 h后WT和ΔMrsps孢子都能正常萌发且开始以类酵母状态生长,60 h后,相较于WT,ΔMrsps的生长繁殖数量较少。转录组共检测到3 202个罗伯茨绿僵菌基因,其中1 769个基因在ΔMrsps中表达上调,922个基因表达下调;差异表达基因涉及碳水化合物代谢、运输、分解代谢、翻译和氨基酸代谢等多条途径;筛选出28个血腔致病相关基因全部在ΔMrsps中表达下调;定量PCR检测发现在整个血腔定殖阶段免疫逃避蛋白Mcl1基因和血腔定殖Colonization of hemocoel 1基因在WT和ΔMrsps-cp中的表达量高于ΔMrsps。共检测到13 249个大蜡螟基因,其中4 026个差异表达基因;KEGG注释分析显示大量差异表达基因富集到内分泌系统和免疫系统等途径;深入分析发现22个差异表达基因归属于Toll和Imd信号通路,其中18个基因在ΔMrsps侵染的大蜡螟中表达上调,表明ΔMrsps侵染大蜡螟过程中更易引起免疫系统的激活。【结论】揭示了Mrsps在罗伯茨绿僵菌血腔定殖阶段作用的分子机制,为进一步揭示精胺在真菌中的作用机理提供了理论基础。