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真菌病害占植物病害的八成以上,危害极为严重。生物防治是推进绿色防治作物病害的重要途径之一。筛选良好的生防工程菌、揭示生防机制是实现生防的关键之处。前期从棉花根际土壤中筛选出枯草芽孢杆菌J-15,该菌分泌的次生代谢产物对多种真菌具有拮抗作用,如大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)、灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)、禾谷镰孢(Fusahum graminearum)等有害真菌,并表现出良好的稳定性及拮抗活性,且该菌株分泌的次生代谢产物对大丽轮枝菌的孢子有致死作用,然而抗真菌机理仍不清楚。本论文以模式真菌酿酒酵母为研究对象,从细胞水平研究该次生代谢产物对酿酒酵母的细胞毒性机制,并运用转录组(RNA-Seq)和定量蛋白质组(TMT)技术鉴定J-15次生代谢产物致死酿酒酵母的差异表达基因和差异表达蛋白,并将获得的蛋白质组与转录组数据进行关联分析,以期为阐明J-15次生代谢产物抗真菌的作用机理提供基础。(1)采用MTT法探明了J-15次生代谢产物能显著降低酿酒酵母细胞活性并呈时间依赖性。Annexin V-FITC/Pi双染流式细胞仪检测显示J-15次生代谢产物以时间和浓度依赖性引起酿酒酵母细胞坏死。J-15次生代谢产物处理酿酒酵母导致核膜破裂并导致核酸弥散。(2)采用RNA-Seq技术分析了J-15次生代谢产物诱导酿酒酵母后的转录谱,共鉴定了6502个基因。与非处理组相比,J-15次生代谢产物处理12 h后667个基因差异表达(其中332个基因上调,335个基因下调),处理24 h后164个基因差异表达(其中93个基因上调,71个基因下调)。分析差异表达基因,推测J-15次生代谢产物抑制真菌TCA循环、糖酵解/糖异生等重要途径的关键酶,损害细胞翻译,破坏了保内营养摄入体系,引起细胞内氧化损伤,抑制细胞生长并促进了细胞自噬从而使酿酒酵母细胞死亡,其中自噬相关基因ATG1表达差异显著,推测在诱导自噬性死亡中起关键作用。(3)采用TMT技术分析了J-15次生代谢产物诱导酿酒酵母蛋白表达情况,共鉴定了4053个蛋白。与非处理组相比,J-15次生代谢产物处理12 h后56个蛋白差异表达(其中31个蛋白上调,25个蛋白下调),处理24 h后75个蛋白差异表达(其中53个蛋白上调,22个蛋白下调)。对差异蛋白分析表明,J-15次生代谢产物抑制了糖酵解/糖异生、TCA循环、丙酮酸代谢等重要代谢途径的关键蛋白表达,引起细胞应激反应,抑制细胞翻译,抑制细胞生长,降低细胞毒性。另外,显著上调了自噬相关蛋白ATG5表达,因此J-15次生代谢产物可能通过自噬相关蛋白ATG5和其他致死相关蛋白的作用下引起真菌细胞死亡。(4)对J-15次生代谢产物分别处理酿酒酵母12、24 h鉴定到的差异基因与差异蛋白进行关联分析,关联系数分别为0.6651、0.5091,并且分别关联到23、13个在mRNA和蛋白质水平均有显著差异的基因,为进一步揭示J-15次生代谢产物拮抗真菌的分子机制奠定了基础。本文以模式真菌酿酒酵母为研究对象,初步揭示了J-15次生代谢产物通过破坏核膜、抑制糖酵解等糖代谢、诱导真菌自噬等作用,使真菌细胞致死,为阐明J-15拮抗真菌的分子机制奠定了基础,也为开发利用新型生物农药进行生物防治提供了重要的理论指导。