粉棒束孢的主要生物学特性及其响应海拔高度变化的组学分析

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1、分类号：单位代码：１００１９密级：学号：Ｂ２０１４３０１００６８ｆｆｆ農ｆ文聲博士学位论文粉棒束孢的主要生物学特性及其响应海拔高度变化的组学分析ＭａｉｎＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩｓａｒｉａａｒｉｎｏｓａｆａｎｄｉｔｓＯｍｉｃｓＡｎａｌｓｉｓｏｆＲｅｓｏｎｓｅｓｔｏＡｌｔｉｔｕｄｅＣｈａｎｅｓｙｐｇ研宄生：＾指导教师：石旺鹏教授合作指导教师：ｉ申请学位类另ｊ：博士学位专业领域名称：农业昆虫与害虫防治研宄方向：昆虫行为与生物防治所在学院：植物

2、保护学院２０１８年１０月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中己经注明引用和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得中国农业大学或其它教育机构的学一位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＂学位论文作者签名：尽年：时间月／日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电

3、子版，允许论文被查阅和借阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。（保密的学位论文在解密后应遵守雌议）学位论文作者签名：Ｘ时间年＂月，日／导师签名：时间：Ｐ年ｎ月日摘要生防真菌在绿色防控的大背景下具有广阔的应用前景一，发现种有效的生防菌对于农业和林一一业生产都有重要意义。粉棒束孢作为种虫生真菌，其具有进步开发为生防菌剂的潜力。与此同时，，作为冬虫夏草的定殖真菌，粉棒束孢的生物活性也越来越多地被研究和揭示粉棒束孢菌丝体也具有

4、规模化生产药物的潜力。这里所用菌株来自于青藏高原的冬虫夏草菌的寄主昆虫，明确菌丝体的生长及其代谢与海拔高度的关系有重要意义一，以期为进步开发利用粉棒束孢提供理论依据。通过对粉棒束孢的主要生物学特性及其菌丝体生产过程中响应海拔高度变化的组学特征的研究，获得的主要结果如下：１．用粉棒束孢接种草原害虫贡嘎勾蝠蛾和农业生产中常见的６种害虫，结果发现，采用浸泡法接种，粉棒束孢对贡嘎勾蝠蛾的感染率极高，证明了贡嘎勾蝠蛾是粉棒束孢的适宜寄主。而采用词喂法接种，粉棒束孢对蝗虫致死作用不明显。采用浸泡法接种后不吸干水分的方式接种蚜虫、小菜蛾、甜菜夜蛾、棉铃虫和大蜡螟，结

5、果都有不同程度的致死作用；相反，如果采用吸千水分。的方式接种，则都无致死效果２．通过单因素和正交实验的方法筛选出适合粉棒束孢菌丝体液体发酵的营养因素和培养条７－：１５０ｍＬ培养基的２５０ｍＬ件，包括葡萄糖，牛肉膏，铁元素，镁元素和的碳氮比，以及应在装有°三角瓶中接入１０％的菌种２０Ｃ１２ｈ２ｈ２０ｒｍ，，在，光照／１黑暗，１ｐ条件下培养。在此基础上采用液质联用技术进一步比较海拔高度对发酵菌丝体的代谢组影响。结果发现，基于代谢组可以显著区分４３０ｍ和２３６５ｍ海拔高度的发酵菌丝体。相对于高海拔，低海拔培养的菌丝体有４１７一１。个代谢物质显著下调，另

6、有６３个代谢物质显著上调代谢物质的显著变化进步表明，海拔高度是真菌药物质量安全的重要影响因素之一达的特性也为促进代谢物质的。海拔高度调控物质表一一生产提供了种新筛选方法。上述结果为进步使用发酵罐规模化生产质量稳定的粉棒束孢菌丝体提供了理论基础。３．在４３０ｍ和２３６５ｍ海拔高度的发酵结果表明，粉棒束孢在不同海拔高度的菌丝产量无显著性差异－ＰＣＲ验证结果都表丝体呼吸过程中与氧受体相关。而转录组信息分析和ｑ明，高海拔菌的基因，如ＣＯＸ５儿ＴＶＤＯＦＷ，和Ｍ）ｔ／ＲＳ７的表达都升高。由此推断一，粉棒束孢为适应高海拔由有氧呼吸变为厌氧呼吸，会直接导致其自

7、身多消耗部分能量用于厌氧呼吸过程中呼吸基质的识别与传递，；与此同时，与氧受体相关的基因表达显著升高由此增产的能量可以满足菌丝体厌氧呼吸而增加的能量需求，从而保持呼吸系统的功能稳定，最终保证菌丝产量不变。这可能是粉棒束孢适应海拔变化的转录机制。４．由于菌丝体的代谢受海拔高度显著的调控，为发现相应的调控基因，对在４３０ｍ和２３６５ｍ６海拔高度液体培养的菌丝体进行比较转录组分析，富集到与个表达差异显著物质对应的代谢通路一，并在通路中筛选出具有显著差异表达