【摘 要】
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可可毛色二孢菌引起的茶树叶斑病是在贵州惠水茶园发现的一种新型茶叶病害。研究发现该病原菌属于高温型病害,但高温胁迫下可可毛色二孢菌与茶树间的互作机制未见报道。本文通过生物学、转录组学、降解组学、微观形态学、基因功能验证等方法,筛选温度调控致病的关键靶标基因,为可可毛色二孢菌的防治提供新的思路。为研究病原菌的生物学特性,将可可毛色二孢菌菌饼接种到茶树叶片,在20℃、28℃、33℃的气候箱中培养,结果显
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2017YFD0200308）；
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可可毛色二孢菌引起的茶树叶斑病是在贵州惠水茶园发现的一种新型茶叶病害。研究发现该病原菌属于高温型病害,但高温胁迫下可可毛色二孢菌与茶树间的互作机制未见报道。本文通过生物学、转录组学、降解组学、微观形态学、基因功能验证等方法,筛选温度调控致病的关键靶标基因,为可可毛色二孢菌的防治提供新的思路。为研究病原菌的生物学特性,将可可毛色二孢菌菌饼接种到茶树叶片,在20℃、28℃、33℃的气候箱中培养,结果显示随着时间增加病斑面积逐渐扩大,33℃时病斑增大速率最快;在不同碳源的培养基中,葡萄糖培养基上的菌丝丰度最高;在不同氮源的培养基中,亮氨酸中菌丝生长速率最快,硝酸钾中菌丝丰度较高。为研究病原菌在不同培养基中的菌丝形态,通过扫描电镜观察发现不同培养基中菌丝分泌的胞外脂多糖不一样;为研究菌丝形态,通过二异丙醇胺和钙荧光白染色可以观察到隔膜和细胞核;为研究病原菌侵染叶片后形态,通过透射电镜观察叶片的微观结构发现可可毛色二孢菌侵染叶片2天后,栅栏组织和海绵组织的形态结构发生变化,细胞壁不完整,颗粒堆积增多,胞内边缘明显。为筛选温度调控的关键靶标基因,采用转录组学分析可可毛色二孢菌在不同温度下基因的表达情况,共鉴定到1476个差异基因上调,2415个差异基因下调。通过全基因组及代谢途径数据库分析,发现差异基因主要富集在核糖体通路;采用lnc RNA技术分析可可毛色二孢菌侵染茶叶叶片后基因的表达情况,共鉴定到3403个差异基因显著上调,1477个差异基因下调,其中顺式调控的lnc RNAs和m RNAs分别为176和146。基因本体论富集分析发现在生物学过程的防御反应里,糖基水解酶9A1受到差异表达的lnc RNA的顺式调控;采用circ RNA技术分析可可毛色二孢菌侵染茶叶叶片后基因的表达情况,共鉴定到92个circ RNAs显著上调,153个circ RNAs显著下调。基因本体论分析发现差异表达的circ RNAs主要富集在DNA的结合,全基因组及代谢途径数据库通路分析发现富集在植物病原菌互作通路中的基因有WRKY转录因子24;采用mi RNA分析,基因本体论分析发现,在生物学过程中差异表达的mi RNA主要富集在转录、氧化还原过程、防御反应,全基因组及代谢途径数据库分析发现差异表达基因主要富集在MAPK信号通路-酵母通路;通过ce RNA分析,共鉴定到2373个lnc RNAs和606个cir RNAs。mi RNA PC-3p-3047034＿3靶向热休克转录因子B3a（TEA000588）,mi RNA PC-5p-1745146＿4、PC-5p-1706779＿4、PC-3p-2090095＿4共同靶向m RNA TEA000588.1:TEA000588.1;通过降解组数据分析,mi RNA PC-3p-3047034＿3靶向POPTRDRAFT＿576364（TEA000588.1）。mi RNA gma-mi R1520l＿L-2R-4＿1ss3TG靶向热休克蛋白90-1（TEA029729.1）,PC-5p-2230964＿3靶向热休克同源蛋白80（TEA003992.1）。采用半定量和实时荧光定量方法,验证高温胁迫下可可毛色二孢菌差异基因的表达趋势。本研究将可可毛色二孢菌在高温胁迫下和可可毛色二孢菌侵染茶树叶部组织后,筛选出与温度相关的关键调控基因,有助于植物病原互作及其抗病机制的研究。
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