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： 云南长喙壳菌的寄主谱及与芋头互作机制研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY40.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 云南长喙壳菌的寄主谱及与芋头互作机制研究/.李雪著/.黄琼, 杨静指导 |
| 出版发行项： | 2022.12.10 |
| 载体形态项： | 125页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 植物保护学院,学号2019110037 |
| 提要文摘： | 长喙壳类真菌是形态上类似，生物学特征比较一致且共享生态环境一类真菌的总称。长喙壳类真菌能危害16个科以上双子叶植物和唯一1个科的单子叶植物，其危害症状包括木质部变色、枯萎、溃疡和贮藏期块根或块茎腐烂。目前，国内外的研究主要集中新寄主病害的报道、挥发性有机化合物的鉴定和活性检测、甘薯酮毒素检测及群体遗传多样性等方面，关于长喙壳菌侵染寄主的机制研究的报道较少。据此，本研究首先利用形态学和多基因联合系统发育结合的方法对2013-2021年收集的感染长喙壳真菌的蔬菜类、观赏植物、经济作物、中药材和水果在内的32个寄主植物进行鉴定，以深入了解长喙壳类真菌的寄主谱；其次，根据鉴定结果，选取芋头上分离鉴定到的两种长喙壳真菌Ceratocystis changhui和Ceratocystis manginecans，且以两种长喙壳菌以四种不同接种方式接种的芋头植株叶片、茎和芋头块茎为研究材料，从细胞、生理生化和分子水平研究两种长喙壳真菌侵染芋头后对芋头防御响应的影响；最后，利用RNA-seq进一步揭示芋头与长喙壳真菌互作机制，筛选致病基因或防御基因。主要研究结果如下： 1. 利用形态学和多基因联合系统发育对感染长喙壳真菌的蔬菜、水果、观赏植物、经济作物和中药材在内的32个寄主植物进行鉴定，结果表明，从32个寄主上共鉴定到长喙壳类菌的3个属5个种，分别为有性态属Ceratocystis的Ceratocystis fimbriata、Ceratocystis manginecans和Ceratocystis changhui，和无性态属Chalaropsis sp. 1和Berkeleyomyces basicola。模式种C. fimbriata的寄主除甘薯外，新增一个寄主—枇杷。C. manginecans的寄主除芒果外，新增桉树、黄瓜、莴苣、生姜、棕榈、芋头、橡胶、石榴、侧柏、竹子和苹果寄主，C. changhui的寄主除芋头外，新增橡胶、马铃薯、茄子、枣子和桃子等寄主。相关属Chalaropsis sp. 1的寄主范围最广泛，包括甘蔗、橡胶、杉木、杨树、桉树、胡萝卜、山药、海芋、芒果和苹果。在桉树、胡萝卜、山药、海芋、芒果、杉木、生姜和芋头上鉴定到同时存在有性态C. manginecans和无性态Chalaropsis sp. 1。橡胶上同时鉴定到有性态C. manginecans、C. changhui和无性态Chalaropsis sp. 1。杉木上同时鉴定到有性态C. manginecangs及无性态Chalaropsis sp. 1和B. basicola。广义长喙壳首次发现新寄主：侧柏、黄瓜、生姜、茄子、马铃薯、蕨菜、山药、竹子、罗汉松、澳洲坚果、砂仁、苹果、桃子、枣子14种寄主，表明云南长喙壳类真菌的寄主谱有持续扩大之势，且存在两种以上长喙壳真菌C. fimbriata、C. manginecans或C. changhui共同侵染同一寄主或同一寄主同时存在有性态和无性态的现象。 2. 依据32个感染长喙壳真菌的寄主鉴定结果，选取从芋头上分离鉴定到的两种长喙壳菌C. changhui和C. manginecans分别以喷雾接种叶、压渗法接种叶、注射接种茎和注射接种块茎等四种方式接种，结果表明，C. changhui和C. manginecans四种接种方式都能引起芋头叶、茎和块茎不同形式的症状，其中，两种菌注射茎部引起注射点周围出现黑斑直至枯萎，注射叶片引起注射点周围出现伴有黄色晕圈的黑斑，喷雾接种引起叶片出现褐色斑点且大面积变黄，接种致伤的块茎引起周围组织变黑，但C. changhui引起的症状较C. manginecans引起的严重。台盼蓝染色结果表明，C. changhui菌丝在芋头的各个组织中的传输速度和分布范围较C. manginecans的快和广，两种菌接种的叶片组织中都能观察到菌丝、厚垣孢子和泡囊，C. changhui注射接种的茎部观察到菌丝和厚垣孢子，而C. manginecans注射接种的茎部只观察到菌丝，接种块茎组织中除厚垣孢子和菌丝外，还存在子囊壳。因此，分生孢子和厚垣孢子是两种长喙壳菌C. changhui和C. manginecans侵染相关的结构，厚垣孢子萌发形成的泡囊，及泡囊分化出初侵染菌丝区分两种长喙壳菌侵染力强弱的特征。 3. 依据两种长喙壳菌压渗法注射接种叶片引起的症状快且明显，我们以C. changhui和C. manginecans压渗法注射接种芋头叶片为材料，研究受侵染芋头的防御响应，发现C. changhui侵染后期（72-120h）引起的胼胝质数、ROS含量和草酸含量均显著高于C. manginecans侵染引起的胼胝质沉积数和ROS含量，表明胼胝质在阻止长喙壳菌C. changhui菌丝和厚垣孢子扩展中发挥重要作用，ROS在C. changhui侵染叶片晚期促进细胞死亡，草酸在促进C. changhui致病性方面发挥作用。果胶裂解酶含量在C. manginecans侵染早期显著多于C. changhui，表明C. manginecans侵染叶片早期诱导芋头防御响应，而在C. changhui侵染叶片早期促进C. changhui致病性。水杨酸和脱落酸在C. changhui侵染芋头叶片中的含量显著高于C. manginecans侵染的叶片，因此，胼胝质、ROS、草酸、果胶裂解酶、水杨酸和脱落酸在C. changhui与芋头互作中起促进C. changhui致病性的作用，而在C. manginecans与芋头互作中起诱导芋头防御响应的作用。 4. 依据两种长喙壳C. changhui和C. manginecans压渗法接种芋头叶片不同时间点胼胝质、ROS、草酸、果胶裂解酶等指标的测定结果，进一步利用RNA-seq分析两种长喙壳菌C. changhui和C. manginecans压渗法接种芋头叶片后的长喙壳菌和芋头的差异表达基因的个数，结果表明，C. changhui侵染芋头叶片48 h和72 h 时共鉴定到3236个长喙壳差异表达基因，上调3235个基因、下调1个基因，共鉴定到7405个芋头差异表达基因，上调3482个基因、下调3923个基因；C. manginecans侵染芋头叶片48 h和96 h时共鉴定到16个长喙壳差异表达基因，上调16个基因、下调0个基因，323个芋头差异表达基因，上调213个基因、下调110个基因。乙酰辅酶A水解酶基因（acu-8和auc-5），琥珀酸/延胡索酸盐线粒体转运体（SCF1），脂肪酸去饱和酶3（FADS3），异柠檬酸裂解酶（acu-3）是两种长喙壳侵染芋头48 h时检测到的共有上调基因，表明48 h时是两种菌侵入芋头叶片的关键期。GO富集分析发现，CC48h vs CK、CC72h vs CK、CM96h vs CK 三个组合中富集到的芋头和长喙壳差异基因数较多，主要集中在生物学过程、细胞组分以及分子功能。KEGG通路富集分析表明，CC48h vs CK、CC72h vs CK和CM96h vs CK三个组合中，长喙壳和芋头差异表达基因主要富集在代谢和遗传信息加工两条大类通路上。其中CC48h vs CK和CC72h vs CK组合中，芋头差异表达基因分别富集到了100和133条通路上，CM48 vs CK和CM96 vs CK组合中，芋头差异表达基因分别富集到130和127条通路上，表明芋头响应C. changhui侵染的程度低于芋头响应C. manginecans侵染。CC48h vs CK和CC72 vs CK组合中，长喙壳差异表达基因分别富集到117和117条代谢通路上，CM48 vs CK和CM96 vs CK组合中，长喙壳差异表达基因富分别集到31和117条代谢通路上，表明参与C. changhui侵染的通路在48 h多于参与C. manginecans侵染的。进一步聚焦脂肪代谢通路，C. changhui侵染芋头48 h和72 h时脂肪酸合成通路上的12个长喙壳基因上调，而C. manginecans侵染芋头48 h时没有检测到基因，仅在96 h时检测到11个长喙壳基因上调，表明脂肪代谢通路在两种长喙壳菌与芋头互作时发挥重要作用，该条通路上的基因可作为研究长喙壳与芋头互作机制的候选基因。 5、根据转录组中KEGG通路分析，我们进一步对脂肪酸代谢通路、有丝分裂以及嘌呤和叶绿素代谢通路等三个KEGG通路上长喙壳真菌致病相关基因进行筛选。在长喙壳有丝分裂通路上，mcm1、Rhoa、PBS2、CDK2、scd1、SDHB、COX15、FEN1、ACC1在C. changhui侵染芋头中显著上调，而在C. manginecans侵染芋头中未检测到或下调，因此，这些基因是揭示长喙壳菌侵染机制的关键候选基因。 |
| 并列题名： | Hosts of Ceratocystis in Yunnan and the interaction mechanism of two Ceratocyistis species and Colocasia esculenta eng |
| 题名主题： | 长喙壳 厚垣孢子 寄主谱 系统发育 芋头 脂肪代谢 学位论文 |
| 中图分类： | S432.44-533 |
| 个人名称等同： | 李雪 著 |
| 个人名称次要： | 黄琼 指导 |
| 个人名称次要： | 杨静 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240410 |