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黄瓜作为最有经济价值作物之一,在全球已经被广泛种植。然而,由灰葡萄孢菌引起的黄瓜灰霉病对黄瓜种植造成了严重的经济损失。除侵染黄瓜外,灰葡萄孢菌还可以侵染逾二百种植物。基于这个原因,我们展开了如下几个研究: (一)构建一个灰霉病的PMA-qPCR检测方法:(1)选用灰葡萄孢菌的P729基因为定量检测的靶基因,并以P729基因为目的基因构建克隆载体(2)设计定量引物并验证特异性,将克隆载体导入感受态细胞后扩繁培养,提取质粒作为标准品,根据其浓度将其稀释为5×100-5×106七个梯度绘制标准曲线(3)将构建好的方法用于患病叶片的检测,证明该方法可以快速准确的检测灰葡萄孢菌,为农业上的灰霉病的监测提供了有效的手段。 (二)随着Hi-seq技术的出现,在转录组水平上研究植物-病原体互作也变得可能。据我们所知,本研究是第一次将转录组测序应用到黄瓜-灰葡萄孢菌互作来研究二者互作后基因表达的差异。总共,我们得到了248,908,688个原始序列,当去掉低质量,带接头和含有不确定碱基的序列后我们得到了238,341,648个高质量的序列,随后我们将这些序列分别比对到黄瓜和灰葡萄孢菌的参考基因组上。根据表达量分析,我们一共得到了3,512黄瓜差异基因和1,735个灰葡萄孢菌差异基因。这些差异基因通过GO富集分析和KEGG富集分析被富集到不同的GO term中和不同的KEGG代谢通路中。为了证实转录组数据的可靠性和准确性,本研究选取了5个黄瓜和5个灰葡萄孢菌的差异基因进行相对定量验证。这是第一个系统的转录组学水平研究黄瓜-灰葡萄孢菌互作中起作用的功能基因,蛋白和代谢通路,这些新发现将有利于我们进一步发掘植物-病原体互作的机制。 (三)尽管我们对参与宿主-病原体相互作用的基因调控的生物化学知识的不断增多,在转录组水平上定量了解互作的过程仍然有很多限制。我们开发了一个计算模型可以解决这个问题。这个框架是建立在一个基于似然的混合模型,它可以根据宿主和病原体互作后基因表达的变化程度将基因进行聚类,假如宿主和病原体的某些基因被聚类到一组,证明这些基因是相互作用并共同进化。加入宿主和病原体的差异基因被聚类到不同组,那么证明这些基因参与到了宿主-病原体互作中。这个模型应用于分析黄瓜-灰葡萄孢菌互作的转录组数据去研究哪些基因可能参与了二者的互作,这个模型还可以应用到其它的互作系统中去。