基于转录组分析的哈茨木霉thga1基因功能研究

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1、密级：论文编号：中囯农业科学院学位论文基于转录组分析的哈茨木霉Thgal基因功能研究FunctionsofThgalGeneinTrichodermaharzianumBasedonTranscriptomeAnalysis硕士研究生：孙青指导教师：李梅副研宄员申请学位类别：理学硕士专业：生物化学与分子生物学研究方向：环境微生物与基因工程培养单位：植物保护研宄所研宄生院2015年4月密级:论文编号:中国农业科学院学位论文基于转录组分析的哈茨木霉Thga1基因功能研究FunctionsofThga1GeneinTrichodermaharzianumBase

2、donTranscriptomeAnalysis硕士研究生：孙青指导教师：李梅副研究员申请学位类别：理学硕士专业：生物化学与分子生物学研究方向：环境微生物与基因工程培养单位：植物保护研究所研究生院2015年4月Secrecy:No.ChineseAcademyofAgriculturalSciencesDissertationFunctionsofThga1GeneinTrichodermaharzianumBasedonTranscriptomeAnalysisM.S.Candidate：QingSunSupervisor：MeiLiMajor：Bioc

3、hemistryandMolecularBiologySpecialty:EnvironmentalMicrobiologyandGeneticEngineeringApril2015摘要木霉菌（Trichoderma）是一类重要的生防真菌，具有适应性强、抗菌谱广、诱导植物抗性和多重拮抗作用机制等特点。木霉菌生防相关基因的表达由内源信号途径所调节，G蛋白介导的信号传递系统是真核生物中一类重要的细胞跨膜信号传递系统，在细胞外信号向胞内传递及调控细胞内反应中起到关键的分子开关的作用。本实验室从生防菌哈茨木霉Th-33中克隆到一种I型G蛋白α亚基基因Thga1，

4、Thga1基因敲除后，突变株的生物学特性和理化特性均发生显著变化，包括菌丝生长速度下降，分生孢子梗分枝和产孢量均减少，突变株疏水性降低，胞内cAMP水平降低了50%左右，对立枯丝核菌的重寄生作用下降。为进一步阐明Thga1的功能，本研究开展了Thga1基因的过表达研究，并对Th-33进行了基因组测序，以及Thga1突变株的转录组测序，结果如下：1、通过原生质体转化方法获得了Thga1基因的过表达菌株，过表达菌株菌落形态未发生明显变化，但产孢量是野生型的1.63倍，生长速度快于野生型，对病原菌拮抗能力增加。2、采用Hiseq2500高通量测序平台完成了哈茨木

5、霉Th-33的基因组测序，共产生21,579,163条高质量reads，组装成196个大片段，获得了10849个基因，平均长度为1776bp，CDS平均长度为1528bp，平均每个基因含有3个外显子，外显子平均长度为540bp，内含子平均长度为95bp，在KEGG数据库中共注释了6789个基因，在GO数据库共注释了6238个基因。3、采用IlluminaHiseq2000高通量测序平台完成了哈茨木霉Th-33及敲除突变株1-1的转录组测序，分别产生2,838,821,746和3,242,007,080条reads。突变株相对野生型Th-33，共有差异表达基

6、因（DEG）888个，427个上调，461个下调。差异表达基因中，有318个基因被注释到184条KEGG代谢途径中，其中双酚降解和对氨基苯甲酸甲酯降解代谢途径涉及的差异基因最多，并且以细胞色素P450家族的编码基因最多。GO富集分析显示，507个差异表达基因分到707个功能亚类，涉及差异表达基因最多的为催化活性和代谢过程，其中发现大量编码碳水化合物活性酶、次生代谢物质、分泌蛋白及转录因子的差异表达基因。Kog功能分析显示，463个差异表达基因分到23个功能亚类中，其中次生代谢物的合成、运输及分解代谢过程中差异表达基因最多。为验证转录组测序的可靠性，我们随机

7、选取16个基因进行实时荧光定量PCR验证，所有基因的表达趋势均与转录组测序结果一致。关键词：哈茨木霉Th-33，基因组测序，转录组测序，Thga1IAbstractTrichodermaspp.areimportantbiocontrolfilamentousfungiwhicharewidelyusedfortheircharacteristicsofvariousadaptability,broadanti-microbialspectrum,inducedplantresistanceandavarietyofantagonisticmechanis

8、ms.Theexpressionofgenesassociated