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千层金（Melalecuca bracteata）叶片富含精油,芳香怡人,对植物病原菌具有强烈抑制作用。课题组前期从千层金叶片精油中纯化分离出具有抑制群体感应（Quorum Sensing,QS）作用的活性成分,经鉴定为甲基丁香酚。为研究千层金叶片精油及甲基丁香酚抑制病原菌的作用机制,本文采用三代Pac Bio和二代Illumina两种技术相结合的方式对病原菌进行全基因组测序。为此,本文研究了千层金精油及甲基丁香酚亚抑菌浓度处理软腐病菌后的生理生化性状以及转录组和代谢组进行分析,探讨千层金叶片精油及甲基丁香酚低浓度下抑制病原菌的致病力与毒力基因的机制,为进一步研究甲基丁香酚抑制植物病原细菌QS与致病性的机制提供理论依据和工作基础,指导千层金精油生产开发成经济型植物源农药。主要研究结果如下:1.本文研究选取南茜文心兰软腐病致病菌Dickeya fangzhongdai Onc5做为研究对象,为揭示其对多种植物的致病力,阐明致病性决定因素的遗传成分和基因组异质性,本文通过细菌全基因组测序分析其基因组结构和功能,并将Dickeya fangzhongdai种的菌株进行比较基因组分析。结果显示,Dickeya fangzhongdai Onc5侵染马铃薯、大白菜、胡萝卜和皇冠梨后均表现出腐烂状态。细菌基因组测序表明,Dickeya fangzhongdai Onc5总基因组长度为4967236bp,N50值为22287bp,平均GC含量为56.76%,共预测了8个基因岛及6个可信的CRISPR。基因组共预测4190个蛋白质编码基因,染色体中发现75个tRNAs、22个rNAs（包括8个5SrNAs、7个16SrNAs、7个23SrNAs）和31个sRNAs。通过CAZy分析,对样本Dickeya fangzhongdai Onc5CAZy数据库结果进行进一步筛选,共筛选出268个相关基因,这是植物病原体入侵的重要因素。此外,我们将Dickeya fangzhongdai Onc5基因组与病原体宿主相互作用数据库PHI进行了比较,结果表明,Dickeya fangzhongdai Onc5包含了Dickeya spp.已报道的79个参与病原体宿主相互作用的基因,以及25个Pectobacterium spp.已报道参与病原体宿主相互作用有关基因。比较基因组分析表明D.fangzhongdai Onc5、D.fangzhongdai PA1和D.fangzhongdai ND14b具有较多的特有基因,并且Circos图分析表明,D.fangzhongdai Onc5与D.fangzhongdai ND14b有较强的相关性,而D.fangzhongdai Onc5与其他菌株的相关性较低。有助于理解该植物病原体的毒性机制和侵袭性,为阐明其侵染多种植物的生物防治机制提供基础及应用提供依据。2.千层金精油及甲基丁香酚均能抑制软腐病菌株Dickeya fangzhongdai Onc5的致病力,主要通过介导致病调控因子QS感应系统及致病因子生物膜、植物细胞壁降解酶、群集运动和鞭毛系统。本文研究了千层金精油及甲基丁香酚对细菌性软腐病菌株QS所调控的群集运动（包含Swimming和Swarming）、生物膜含量及形成、C6-HSL信号分子、植物细胞壁降解酶的影响。结果表明,千层金精油及甲基丁香酚在亚抑菌浓度（20‰、10‰、5‰、2.5‰、1.25‰）下,不影响Dickeya fangzhongdai Onc5正常生长,均能明显抑制Dickeya fangzhongdai Onc5的群集运动（包含Swimming和Swarming）及生物膜的形成,荧光显微镜（普通模式）观察生物膜呈松散状态,具有浓度依赖性;10‰的千层金精油及甲基丁香酚对生物膜含量的抑制率分别为57%和70%;在亚抑菌浓度（20‰）下,利用生物检测方法检测信号分子C6-HSL结果显示,千层金精油及甲基丁香酚能够完全抑制C6-HSL的产生,并且未检测到受群体感应系统调控的植物细胞壁降解酶,而在其他亚抑菌浓度下则降低了C6-HSL的含量,而对植物细胞壁降解酶并无影响。这为千层金精油在植物源农药领域进一步研究和开发提供可行性依据。3.千层金精油及甲基丁香酚弱化Dickeya fangzhongdai Onc5的致病性,并通过转录组学和代谢组学进行分析低浓度下其主要抑制病原菌的致病因子是鞭毛系统及生物膜,均与生理性状结果一致。为了促进千层金精油的开发与应用,本文研究了低浓度（10‰）下千层金精油及甲基丁香酚抑制病原菌转录组学和代谢组学分析,这不仅揭示低浓度抑菌的机制,更有利于千层金精油开发成经济型生物源农药。结果表明,转录组学分析发现,与对照组相比,精油处理组T1显著上调基因为220个,显著下调基因为167个;甲基丁香酚处理组T2显著上调基因为420个,显著下调基因为328个;T1-VS-T2差异基因显著上调基因为228个,显著下调基因为71个。分析不同组别下调差异表达基因对应显著富集的GO term,构成富集弦图,结果显示精油处理下阿拉伯糖的分解和代谢是影响最大,相对应的是KEGG中戊糖和葡萄糖醛酸盐相互转化相关基因ara A;甲基丁香酚处理下的病原菌戊糖途径同样受到了抑制,以及在植物病原菌侵染宿主过程中作为毒力和调控因子的鞭毛组装相关基因也同样受到了抑制,包括鞭毛蛋白基因fliO、肽聚糖水解酶基因flgJ、鞭毛生物合成蛋白基因的三个基因:fliQ、flhB和flgN。代谢组学分析结果发现,精油处理下与对照组相比,共有184种差异代谢物;甲基丁香酚处理下与对照组相比,共有248种差异代谢物。精油和甲基丁香酚处理下的富集通路均包含了代谢途径和ABC转运蛋白。转录组和代谢组关联分析结果发现,正、负离子模式下千层金精油及甲基丁香酚处理组富集最多的基因都与ABC转运蛋白相关,基因与代谢物相关性最多的是ABC转运蛋白、各类氨基酸及脂类。综上所述,千层金精油及甲基丁香酚低浓度处理下影响的基因与代谢物相关性最多的是与病原菌的生物膜及鞭毛系统相关的ABC转运蛋白、各类氨基酸（主要是赖氨酸）、糖类及脂类。