【摘要】：病原微生物-宿主之間的侵染與免疫應答是生物界中最普遍存在的一種互作方式,并且二者受協(xié)同進化的驅使,在自然界產生出多樣的侵染機制。殺線蟲芽孢桿菌B16(Bacillus nematocida B16,以下簡稱B16)通過分泌具有吸引性的氣味分子,引誘線蟲將其吞食,從內到外將線蟲瓦解,這一重現(xiàn)古希臘神話故事“特洛伊木馬”的侵染詭計為本課題組前期研究所報道。但是該病原細菌和宿主線蟲互作的相關工作還主要停留在獨立實驗、零星獲得的階段,許多問題還需要進一步闡明:病原細菌如何合成信號分子?除了以上兩種主要毒力因子,還有沒有其它毒性基因共同作用?尤其是有沒有新的毒力因子存在?線蟲面對病原細菌,又通過哪些機制予以抵抗?基于以上背景,我們希望通過綜合基因組學、比較基因組學、細菌和線蟲互作轉錄組學、以及功能實驗等技術手段,更加全面地分析B16在侵染線蟲時如何運用不同的毒力因子完成吸引、定殖、擴增等關鍵侵染過程;與此同時,宿主線蟲又采用哪些共同的、或者特異的防御策略抵抗B16侵染。本研究主要結果如下:1.從基因組數(shù)據(jù)中找到B16的生長代謝、抗性特征和致病機理符合的基因信息�；蚪M測序結果顯示:基因組中存在248個編碼利用糖代謝產物的基因,還有170編碼氨基酸代謝的基因和119個與復制和修復相關的基因,這與該菌株能在多種碳、氮源的培養(yǎng)基上快速生長、且具有條件致病性相一致。在與侵染相關基因的分析中發(fā)現(xiàn),B16中452個基因與Virulence factors database(VFDB)中的毒力基因具有同源性,占全基因組基因比例的11.5%。這些基因可能參與侵染過程中的許多環(huán)節(jié),例如免疫逃逸、細胞溶血和蟲體降解等。此外,B16中還存在199個編碼活性次級代謝產物、以及35個編碼細菌素、桿菌肽、多重耐藥性的基因等。2.通過細菌轉錄組學分析發(fā)現(xiàn),表達差異的基因有1692個,其中上調的基因有126個。在功能分類上,參與病原細菌致病作用的基因類群包括細胞色素C氧化還原基因、ABC轉運系統(tǒng)、編碼次生代謝產物的聚酮類化合物生成基因、鐵氧化還原蛋白基因和應激抵抗蛋白,這與B16定殖和入侵腸道,抵抗線蟲免疫的生存能力息息相關。3.線蟲暴露于病原細菌B16侵染后,轉錄組測序發(fā)現(xiàn),線蟲上調基因1090個,2147個下調。聚類分析提示差異基因可以富集在抵抗病原菌這一功能途徑上。其中變化數(shù)目最多的基因類型包括:C-lectin基因家族,在總免疫基因118個中所占比例為55%,其次是神經(jīng)肽受體蛋白和含有Prion-like-(Q/N-rich)-domain家族的基因占9%,接下來是編碼溶酶體基因所占比例為8%,提示宿主C.elegans不是通過單一類型的免疫基因進行抵抗,而是多種基因家族協(xié)同作用。此外,將B16與其它病原細菌侵染線蟲后的轉錄組進行比較,表明針對不同的病原細菌,線蟲的免疫反應具有一定的特異性。本項目創(chuàng)新點:1.首次綜合多組學分析方法,較全面地闡述了B16在侵染線蟲不同階段所利用的毒力因子,以及宿主線蟲的防御基因。2.揭示了在宿主C.elegans抵抗病原細菌B16過程中啟動免疫基因的不同類型、不同數(shù)量,且這些免疫基因之間可能存在相互作用。
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S476
【圖文】：

秀麗隱桿線蟲線蟲的免疫調節(jié)網(wǎng)絡圖

B16基因功能注釋GO功能分類圖

B16基因功能注釋COG功能分類圖

【參考文獻】

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本文編號：2752409