灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）引起的植物灰霉病屬于世界性病害,是露地和保護(hù)地作物常見且較難防治的一種真菌性病害�；移咸焰呔堑湫偷乃荔w營養(yǎng)型病原真菌,可侵染1400多種不同的寄主植物,包括幾乎所有的蔬菜及果樹。寄主植株從苗期到掛果期、運(yùn)輸、儲存期均可發(fā)病,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,特別是在現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展階段,為灰霉病的發(fā)生提供了適宜的環(huán)境條件,灰霉病的危害呈逐年提高的趨勢。正因為它寄主廣泛、危害巨大,灰葡萄孢菌名列分子植物病理學(xué)中十大重要真菌病原物的第二位。目前對灰葡萄孢菌的防治還沒有十分有效的方法,傳統(tǒng)的解決方式是使用大量的農(nóng)藥,不僅涉及食品安全,而且還造成環(huán)境污染,嚴(yán)重危害人們的身體健康。因此,亟需深入研究灰葡萄孢菌的致病機(jī)制,以便尋找到有效和環(huán)境友好的灰霉病防治方法。本研究同時對寄主植物番茄（Solanum lycopersicum）和灰葡萄孢菌進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組（RNA-seq）分析,并對部分差異表達(dá)基因（DEG）進(jìn)行功能驗證,便于我們能夠更好地了解其相互作用的機(jī)制。分析灰葡萄孢菌侵染番茄葉片24小時后的混合轉(zhuǎn)錄組,此時是病原菌在葉表皮中滲透和發(fā)育的關(guān)鍵時間點(diǎn),灰葡萄... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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灰葡萄孢菌的侵染循環(huán)Figue1.1：InfectioncycleofB.cinerea

第2章灰葡萄孢菌與番茄互作過程中轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析11在灰葡萄孢菌中，大多數(shù)DEGs的基因本體（Geneontology，GO）富集在“代謝途徑”，“生物過程”，“單一生物代謝”和“氧化還原”的生物學(xué)過程�！疤妓衔锎x過程”是細(xì)胞成分類別的主要子類別。在分子功能類別中，“催化活性”，“氧化還原酶活性”，“水解酶活性”，“結(jié)構(gòu)成分和分子活性”最豐富（圖2.1D）中。圖2.1番茄和灰葡萄孢菌相互作用初期的差異表達(dá)基因（DEG）番茄（A）和灰葡萄孢菌（B）中顯著上調(diào)和下調(diào)的基因Figure2.1.Differentiallyexpressedgenes(DEGs)intomatoandB.cinereaatearlystageoftheirinteraction.(A,B)Significantlyupregulatedanddownregulatedgenesintomato(A)andB.cinerea(B)duringtheirearlystageofinteraction.（A）在與灰葡萄孢菌的相互作用過程中，番茄基因上調(diào)（左）和下調(diào)（右）基因數(shù)量。（B）當(dāng)灰葡萄孢菌與番茄的相互作用在24hpi時，灰葡萄孢菌上調(diào)（左）和下調(diào)（右）的基因。log2≥1，p≤0.01。（C-D）在相互作用的早期，番茄（C）和灰葡萄孢菌（D）中的30個最豐富的GO富集。番茄（C）和灰葡萄孢菌（D）中的條形圖反映了分布在不同GO富集中的DEG數(shù)量。數(shù)據(jù)來自兩個獨(dú)立的實驗。I1和I2：分別為獨(dú)立實驗1和2。(A)Tomatoupregulated(left)anddownregulated(right)genesduringinteractionwithB.cinerea.(B)B.cinereaupregulated(left)anddownregulated(right)geneswhenthefungusinteractionwithtomatoleavesatearlystageat24hpi.DEGswerefilteredwithacut-offoflog2-foldchange≥1andFDR-correctedp≤0.01.(C-D)The30mostenrichedGOtermsintomato(C)andB.cinerea(D)duringtheirearlystageofinteraction.Barchartsintomato(C)andB.cinerea(D)reflectth

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文122.3番茄和灰葡萄孢菌DEGs的KEGG富集分析為了確定相互作用中可能涉及的途徑，作者進(jìn)行了KEGG（kyotoencyclopediaofgenesandgenomes）番茄和灰葡萄孢菌DEGs的富集分析。分析表明，在受侵染的番茄葉片中，“脂肪酸降解”，“光合作用-觸角蛋白”，“苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸生物合成”以及“乙醛酸和二羧酸酯代謝”是最富集的途徑（圖2.2A）。與這些代謝途徑相關(guān)的基因可能會增強(qiáng)番茄對灰葡萄孢的防御能力。同時，病原體中的“次級代謝產(chǎn)物的生物合成”，“核糖體”，“淀粉和蔗糖代謝”，“氨基酸的生物合成”和“2-氧代羧酸代謝”被列為最富集的前五種途徑（圖2.2B）圖2.2差異表達(dá)基因KEGG富集分析Figure2.2The20mostenrichedKEGGpathwaysintomato(A)andB.cinerea(B)duringtheirearlystageofinteraction.“Richfactor”representstheratiooftheDEGsnumbertothenumberofgenesannotatedinthispathway.ThegreateroftheRichfactor,thegreaterthedegreeofenrichmenttomato(A)orB.cinerea(B).2.4互作過程中番茄的基因表達(dá)分析2.4.1番茄在互作過程中表達(dá)量上調(diào)的差異基因分析為了解番茄對灰葡萄孢菌侵染的反應(yīng)，作者選擇在灰葡萄孢菌侵染的早期階段番茄表達(dá)水平上調(diào)的基因，F(xiàn)C(foldchange)>2，以進(jìn)一步進(jìn)行功能注釋。使用該標(biāo)準(zhǔn)，在兩個獨(dú)立實驗中檢測到總共720個上調(diào)的番茄基因。高度上調(diào)（>50


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