腐皮鐮刀菌侵染甘薯的轉(zhuǎn)錄組分析

羅勤川, 唐 偉, 馬居奎, 陳晶偉, 楊冬靜, 高方園, 孫厚俊, 謝逸萍, 張成玲

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 甘薯研究所,江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部甘薯生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室,江蘇 徐州 221131)

甘薯(IpomoaebatatasL. Lam)是旋花科(Convolvulaceae)番薯屬(Ipomoea)作物[1],具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性強等特點,世界上有一百多個國家和地區(qū)分布、種植。甘薯是一種多用途作物,莖葉和塊根均可食用,還是飼料、淀粉生產(chǎn)、食品加工、酒精發(fā)酵等的原料作物,更是保證糧食安全的底線作物[2]。

腐皮鐮刀菌(Fusariumsolani)是一種土傳病原菌,寄主范圍廣泛,可以侵染馬鈴薯[3]、苜蓿[4]、大豆[5]等多種作物,引起根腐病、枯萎病等病害,嚴重影響了作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。腐皮鐮刀菌(F.solani)也是引起甘薯病變的重要病原菌之一,侵染甘薯后引起甘薯根腐病(sweetpotato root rot)、甘薯腐爛潰瘍病(Fusariumroot rot and stem canker)等病害[6]。甘薯腐爛潰瘍病在甘薯苗期、大田期和貯藏期均可發(fā)生,苗期在薯苗莖部形成不規(guī)則黑色或褐色病斑,嚴重時導(dǎo)致整株枯死;大田期在薯塊上形成輪紋狀病斑、深入薯塊組織內(nèi)部,形成蜂窩狀空腔,有苦味,貯藏期發(fā)病嚴重時可造成爛薯爛窖,嚴重影響甘薯的產(chǎn)量與品質(zhì),造成重要的經(jīng)濟損失[7]。

轉(zhuǎn)錄組(transcriptome)是指生物體的細胞或組織在一個特定狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的總和,而通常所說的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究主要是指mRNA。轉(zhuǎn)錄組測序可用作新基因挖掘、基因家族鑒定、轉(zhuǎn)錄圖譜繪制、代謝途徑確定以及進化分析等多個方面[8],在醫(yī)學(xué)、動物、植物等多個領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。主要的方法有基因芯片技術(shù)、大規(guī)模平行測序技術(shù)以及RNA測序技術(shù)(RNA-seq)等。目前,RNA-seq在主要的大田作物病原菌研究中得到極大的應(yīng)用,稻瘟病菌(Magnaportheoryzae)缺氧條件下,獲得了上千個表達上調(diào)基因,這些基因多與金屬離子的轉(zhuǎn)運、菌絲的生長發(fā)育以及甾醇的生物合成密切相關(guān)[9];對毒性差異較大的兩種大麗輪枝菌(Verticilliumdahliae),通過RNA-seq及數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)多個與致病相關(guān)的黑色素、黃曲霉毒素的膜蛋白基因和耐藥性有關(guān)的表達差異基因,為V.dahliae致病機理研究提供了依據(jù)[10]。通過RNA-seq對玉蜀黍黑粉菌(Ustilagomaydis)、大麥堅黑粉菌(U.hordei)和絲黑穗菌(Sporisoriumreilianum)的轉(zhuǎn)錄組進行分析,結(jié)合已有的基因組注釋,明確100多個預(yù)測蛋白可能出現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄后修飾,為更好地研究基因功能提供了理論基礎(chǔ)[11]。

目前,國內(nèi)針對F.solani引起的甘薯腐爛潰瘍病的研究報道較少,致病機理機制研究尚不明確,因此,本研究采用RNA-seq對腐皮鐮刀菌(F.solani)侵染甘薯不同時期病原的轉(zhuǎn)錄組進行測序,對差異表達基因進行GO(Gene Ontology)功能和KEGG(Kyoto Encyclo-pedia of Genes and Genomes)通路富集分析,結(jié)合表達量和表達倍數(shù)的差異以及關(guān)鍵通路,挖掘關(guān)鍵目的基因,分析腐皮鐮刀菌侵染甘薯的機制,為今后甘薯腐爛潰瘍病的致病機理研究奠定理論基礎(chǔ),以期為甘薯腐爛潰瘍病的綜合防治工作提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

腐皮鐮刀菌為本研究室從發(fā)病的甘薯薯塊上分離鑒定并保存,采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)傳代培養(yǎng),備用。

接種用甘薯品種徐薯32薯塊由本單位提供。

1.2 方法

1.2.1 病菌侵染及取樣

選擇大小均勻的甘薯薯塊洗凈晾干,75%乙醇消毒后,切成厚度為0.5 cm的圓片,放到滅菌培養(yǎng)皿中備用。病原菌在28 ℃、PDA上培養(yǎng)5 d后,制成孢子懸浮液,孢子濃度為106CFU·mL-1,吸取200 μL接種到切好的甘薯圓片上,以滴加同體積不含孢子的滅菌水為空白對照(CK),加入滅菌水濕潤的脫脂棉于一側(cè)保濕,每處理3個重復(fù),每個重復(fù)3個甘薯圓片,置于28 ℃培養(yǎng),以接種前的菌株為測序?qū)φ詹⒂诮臃N后6 h、24 h、3 d、5 d后分別取樣,每個重復(fù)1.0 g,液氮速凍后置于-80 ℃冰箱保存,送基迪奧生物公司測序。

1.2.2 RNA提取及反轉(zhuǎn)錄

使用TIANGEN多糖多酚植物總RNA提取試劑盒(天根生化科技有限公司)提取總RNA,用瓊脂糖凝膠電泳檢測核酸樣本的完整性,同時分別用Nanodrop微量分光光度計和Agilent2100檢測RNA的純度(D260/D280、D260/D230)以及RNA片段長度,用帶有Oligo(dT)的磁珠富集具有polyA尾巴的真核mRNA后,用超聲波把mRNA打斷。以片段化的mRNA為模板,隨機寡核苷酸為引物反轉(zhuǎn)錄,合成cDNA。

1.2.3 cDNA文庫構(gòu)建及質(zhì)檢

純化后的雙鏈cDNA經(jīng)過末端修復(fù)、加A尾并連接測序接頭,用AMPure XP beads篩選200 bp左右的cDNA,進行PCR擴增并再次使用AMPure XP beads純化PCR產(chǎn)物,最終獲得文庫。使用安捷倫科技有限公司DNA 1000 文庫質(zhì)檢試劑盒進行質(zhì)檢。

1.2.4 轉(zhuǎn)錄組測序與分析

利用Illumina Hiseq 4000平臺對文庫數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)錄組測序。為保證數(shù)據(jù)質(zhì)量,對下機數(shù)據(jù)raw reads利用fastp質(zhì)控過濾掉低質(zhì)量數(shù)據(jù),去除含接頭的序列、含N(不確定堿基)比例大于10%的序列、A堿基的序列以及低質(zhì)量堿基含量(Q≤20)的堿基數(shù)大于50%的序列[12]。使用短序列比對工具bowtie2[13]進行核糖體比對,用HISAT2軟件[14]比對測序序列和參考基因組(GCA_002215905.1),用Stringtie[15]軟件進行轉(zhuǎn)錄本重構(gòu),計算每個樣本所有基因的表達量。利用R語言計算樣本的相關(guān)性。使用DESeq[16]軟件分析差異表達基因,將FDR<0.05且|log2(FC)|>1的基因標(biāo)注為顯著性差異基因。將差異表達蛋白向GO數(shù)據(jù)庫各term映射,比對檢驗,對差異表達基因進行GO富集分析。將測序結(jié)果與KEGG數(shù)據(jù)庫比對分析其通路,并對差異表達基因進行功能注釋和分類。

1.3 qRT-PCR驗證

通過對不同侵染階段的轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)分析與KEGG通路分析,隨機分析氨基酸合成代謝、碳水化合物代謝等通路中10個差異基因的表達情況,利用qRT-PCR驗證結(jié)果。提取各樣品總RNA,用Takara反轉(zhuǎn)錄試劑盒反轉(zhuǎn)錄合成cDNA,以反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為模板,tub(ncbi_9666438)基因為內(nèi)參基因,采用ABclone公司SYBR Green RT-PCR試劑盒,Real-Time PCR檢測系統(tǒng)(bio-rad, CFX96, USA)在96孔板中進行實時定量PCR反應(yīng)。反應(yīng)體系20 μL:正反引物各1 μL,cDNA1 μL,2×TaqRT-PCR Mix 10 μL,ddH2O 7 μL。擴增程序:95 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性15 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸 10 s,40個循環(huán),每個樣品3個重復(fù),按照2-ΔΔCT定量計算相對表達量[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析

測序共獲得1 070 504 930個下機數(shù)據(jù),經(jīng)過質(zhì)量控制獲得1 068 861 644個有效數(shù)據(jù)。從15個樣品中均獲得了8.8 G以上的原始數(shù)據(jù),質(zhì)控后堿基含量均在47%以上,測序堿基質(zhì)量Q20和Q30分別在96%和91%以上(表1),說明轉(zhuǎn)錄組測序獲得的堿基質(zhì)量較好,可以用于后續(xù)分析。

表1 樣品測序數(shù)據(jù)及質(zhì)量檢驗Table 1 Sample sequencing data and quality inspection

為明確不同重復(fù)和處理樣本之間的關(guān)系,構(gòu)建樣本相關(guān)性熱圖,樣品之間表達模式的相似度越高,相關(guān)系數(shù)(r)就越接近1,從圖1中可以看出,組間相關(guān)系數(shù)均高于0.72,說明結(jié)果可靠且樣本選擇合適。

圖1 樣本相關(guān)性熱圖Fig.1 Sample correlation heat map

將轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)與參考基因組(GCA_002215905.1)進行比對分析,結(jié)果如表2所示,實驗組和對照組轉(zhuǎn)錄組測序共獲得的序列750 924 327 bp,占比0.45%～72.17%;比對到參考序列唯一位置上的序列長340 313 597 bp,占比0.44%～72.09%;比對到參考序列多個位置上的序列長408 135 bp,占比0～0.08%;比對到參考基因外顯子區(qū)域序列有168 683 025 bp,占比90.31%～92.15%;內(nèi)含子1 394 822 bp,占比在0.53%～0.90%。

表2 測序數(shù)據(jù)與參考基因比對Table 2 Comparison on sequencing data and reference genome

2.2 差異表達基因篩選

通過不同侵染時間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和對照進行比較分析,侵染后6 h時篩選出1 056個差異表達基因(differentially expressed genes,DEGs),表達上調(diào)和下調(diào)基因分別有587和469個,這些差異基因中有201個屬于代謝過程(metabolism processing),占比19.03%,103個基因?qū)儆谶z傳信息處理過程(genetic information processing),占比9.75%,27個基因?qū)儆诩毎^程(cellular processing),占比2.56%;24 h時篩選出995個差異表達基因,表達上調(diào)和下調(diào)基因分別有679和316個,其中有210個基因?qū)儆诖x過程,占比21.10%,43個基因?qū)儆诩毎^程,占比4.32%,26個基因?qū)儆谶z傳信息處理過程,占比2.61%;3 d時篩選出737個基因,上下調(diào)基因分別有430和307個,其中有196個基因?qū)儆诖x過程,占比26.59%,90個基因?qū)儆诩毎^程,占比12.21%,42個基因?qū)儆谶z傳信息處理過程,占比5.70%,還有7個基因?qū)儆诃h(huán)境信息處理(environmental information processing);5 d時篩選出935個差異表達基因,上下調(diào)基因分別有551和384個,其中有219個基因?qū)儆诖x過程,占比23.42%,122個基因?qū)儆诩毎^程,占比13.05%,67個基因?qū)儆谶z傳信息處理,占比7.17%,還有12個基因?qū)儆诃h(huán)境信息處理(圖2)。進一步比對篩選,有208個基因在不同的侵染階段都被顯著調(diào)控表達,其中55個基因?qū)儆诖x過程,占比26.44%,9個基因?qū)儆诩毎^程,占比4.33%,還有9個基因?qū)儆谶z傳信息處理過程,占比4.33%。

A、B、C、D分別為對照病菌與病菌侵染6 h、24 h、3 d、5 d的差異表達基因火山圖。A, B, C and D were the volcano maps of DEGs in comparisons: CK vs 6 h, CK vs 24 h, CK2 vs 3 d, CK vs 5 d, respectively.圖2 差異表達基因火山圖Fig.2 Volcano diagram of DEGs

2.3 差異表達基因功能注釋

2.3.1 GO富集分析

GO富集分析結(jié)果顯示,在病菌侵染甘薯6 h、24 h、3 d、5 d,生物過程(biological process,BP)分別富集到650、666、526、671個差異表達基因;分子功能(molecular function,MF)分別富集到577、544、427、538個差異表達基因;細胞學(xué)組分(cellular component,CC)分別富集到506、349、325、435個差異表達基因。富集最多前40個GO功能分類中,CC類別中富集較多的是細胞(cell)、細胞部分(cell part)、細胞膜(membrane)等差異表達基因較多(圖3-A);BP類別中,富集較多的是代謝進程(metabolic process)、單一生物進程(single-organism process)、細胞進程(cellular process)、生物調(diào)節(jié)(biological regulation)等差異表達基因較多(圖3-B);MF類別中,富集到催化活性(catalytic activity)、結(jié)合(binding)、運輸活性(transporter activity)等差異表達基因較多(圖3-C)。

A:a,定位;b,刺激反應(yīng);c,多有機體過程;d,信號;e,細胞成分組織或生物發(fā)生;f,生物過程正向調(diào)節(jié);g,生物過程負向調(diào)節(jié);h,單一生物進程;i,細胞進程;j,節(jié)律過程;k,生長;l,繁殖;m,多細胞組織過程;n,繁殖過程;o,發(fā)育過程;p,解毒;q,生物調(diào)節(jié);r,生物進程調(diào)節(jié);s,代謝進程;t,細胞聚集;u,運動。 B:a,結(jié)構(gòu)分子活性;b,轉(zhuǎn)運活性;c,分子功能調(diào)節(jié);d,核酸結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子活性;e,抗氧化活性;f,分子傳感器活性;g,結(jié)合;h,信號傳感器活性;i,轉(zhuǎn)錄因子活性、蛋白質(zhì)結(jié)合;j,催化活性。C:a,細胞連接;b,大分子復(fù)合物;c,類核;d,膜部分;e,細胞;f,細胞部分;g,膜;h,超分子纖維;i,細胞器部分;j,膜封閉腔;k,細胞器。A: a, localization; b, response to stimulus; c, multi-organism process; d, signaling; e, cellular component organization or biogenesis; f, positive regulation of biological process; g, negative regulation of biological process; h, single-organism process; i,cellular process; j, rhythmic process; k, growth; l, reproduction; m, multicellular organismal process; n, reproduction process; o, develpomental process; p, detoxification; q, biological regulation; r, regulation of biological process; s, metabolicprocess; t, cell aggregation; u,locomotion. B: a, structural molecule activity; b, transporter activity; c, molecular function regulator; d, nucleic acid binding transcription factor activity; e, antioxidant activity; f, molecular transducer activity; g, binding; h, signal transducer activity; i, transcription factor activity, protein binding; j, catalytic activity.C: a, cell junction; b, macromolecular complex; c, nucleoid; d, membrane part; e, cell; f, cell part; g, membrane; h, supramolecular fiber; i, organelle part; j, membrane-enclosed lumer; k, organelle.圖3 不同處理時間差異基因GO富集柱狀圖Fig.3 GO functional classification of differentially expressed genes at different time after infection

2.3.2 KEGG通路富集分析

進一步對不同侵染時間的差異表達基因進行KEGG通路富集分析,分別篩選出富集最顯著的20條代謝通路(圖4),6 h富集的主要通路有核糖體(ribosome)、氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)、乙醛酸和二羧酸代謝(glyoxylate and dicarboxylate metabolism)相關(guān)途徑;24 h富集到的主要通路有代謝途徑(metabolism pathway)、次生代謝物生物合成(biosynthesis of secondary metabolites)、抗生素生物合成(biosynthesis of antibiotics)、碳代謝(carbon metabolism)、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的降解(valine, leucine and isoleucine degradation)等;3 d富集的通路主要有代謝途徑(metabolic pathway)、抗生素生物合成(biosynthesis of antibiotics)、碳代謝(carbon metabolism)等;5 d富集到的通路有代謝途徑(metabolic pathway)、抗生素生物合成(biosynthesis of antibiotics)、氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)、丙酮酸代謝(pyruvate metabolism)等。這些通路多屬于碳水化合物代謝、能量代謝、氨基酸代謝、核苷酸代謝,與腐皮鐮刀菌的生長發(fā)育、增殖、破除寄主防御系統(tǒng)等密切有關(guān)。由此看出,在侵染初期,病原菌通過消耗自身的能量,合成侵染定殖寄主所需要的各種蛋白質(zhì);在侵入寄主后,寄主植物啟動了防御反應(yīng),因此病原菌通過合成抗生素來消除寄主防御機制帶來的不利影響,同時,通過碳代謝途徑將寄主相關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化能量來維持自身的增殖和侵染。

A、B、C、D分別為對照病菌與病菌侵染6 h、24 h、3 d、5 d的差異表達基因的KEGG通路。A, B, C , D were the KEGG pathway of DEGs in comparisons: CK vs 6 h after infection, CK vs 24 h after infection, CK vs 3 d after infection, CK vs 5d after infection, respectively.圖4 差異表達基因的 KEGG 通路歸類Fig.4 KEGG pathway classification of differentially expressed genes

Y軸(左軸)為qRT-PCR驗證結(jié)果(折線表示相對表達量),Y軸(右軸)為轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果(柱狀圖表示FPKM值)。Y-axis (left) indicates qRT-PCR data (line graphs); Y-axis (right) indicates RNA-Seq data (bar chart). Data from qRT-PCR are means of three replicates and bars represent data from RNA-seq are means of the replicates.圖5 Fusarium侵染甘薯不同時間不同基因的表達差異趨勢Fig.5 The expression levels of DEGs in Fusarium infecting sweetpotato

2.4 關(guān)鍵基因的鑒定及其功能描述

病菌侵染寄主不同階段均差異表達顯著的基因中,選擇表達量高、差異表達倍數(shù)在2倍以上的差異顯著的基因(read count>20,至少在一個樣品中FPKM≥50),結(jié)合代謝通路,確定了20個差異表達基因(表3),主要涉及代謝、遺傳信息處理過程以及細胞過程。其中15個基因與代謝相關(guān),參與碳水化合物代謝、能量代謝、核苷酸代謝以及氨基酸代謝;3個基因與遺傳信息處理過程相關(guān),參與翻譯和蛋白質(zhì)加工和修飾;2個基因與細胞過程相關(guān),參與了細胞自噬過程。

表3 關(guān)鍵基因及功能描述Table 3 The key genes and their functions description

2.5 表達差異基因的qRT-PCR驗證

為進一步驗證轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的可靠性,隨機選擇9個表達差異和表達趨勢不同的基因進行qRT-PCR驗證。結(jié)果如圖所示,qRT-PCR檢測的9個基因的表達趨勢結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組統(tǒng)計結(jié)果基本一致,說明轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)較為可靠。

3 討論

腐皮鐮刀菌是植物上一種土傳性病原菌,可在土壤和病株殘體中越冬越夏,危害包括甘薯在內(nèi)的多種作物的根、莖及果實,嚴重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。本研究對侵染甘薯不同時期的腐皮鐮刀菌轉(zhuǎn)錄組測序分析發(fā)現(xiàn),接種后6 h、24 h、3 d、5 d與對照相比,分別有1 056、995、737、935個差異表達基因,這些差異表達基因主要參與了氨基酸生物合成、脂質(zhì)代謝、糖代謝、嘌呤代謝等通路,與細胞蛋白質(zhì)代謝過程、細胞交流、細胞進程等生物過程密切相關(guān)。在GO富集中,富集到生物過程的差異基因數(shù)量明顯多于細胞組分和分子功能的基因數(shù)量,這表明腐皮鐮刀菌在侵染甘薯過程中與生物進程相關(guān)的基因活性較高,參與了鐮刀菌侵染過程,其中包括代謝過程、刺激應(yīng)答、繁殖等GO生物過程,這與紀(jì)曉貝[18]等研究白粉菌侵染橡膠樹過程轉(zhuǎn)錄組分析GO富集分析結(jié)果一致,這些基因的差異表達可能與病原菌侵入寄主、爭奪寄主植物的營養(yǎng)物質(zhì),從而進一步在寄主體內(nèi)定殖侵染有關(guān)。

病原菌侵染寄主過程中需要各種蛋白質(zhì)的參與,在破除寄主的防御系統(tǒng)時需要各種水解酶類來降解寄主的細胞壁,在侵入到寄主體內(nèi),在寄主體內(nèi)定殖和增殖需要各種蛋白質(zhì)協(xié)助奪取寄主的營養(yǎng)物質(zhì),這些蛋白質(zhì)是病原菌維持正常生命活動的重要組成部分,也是病原菌奪取寄主營養(yǎng)物質(zhì)的重要工具。氨基酸是蛋白質(zhì)的主要組成成分,又是許多代謝循環(huán)途徑的中間體,機體對蛋白質(zhì)的需求本質(zhì)上是對氨基酸的需求[19]。在本研究中,腐皮鐮刀菌在不同侵染階段涉及到氨基酸代謝分別有109、138、104、110個顯著差異表達的基因,其中上調(diào)基因分別有34、54、40、42個,占比分別是31.2%、39.1%、38.5%和38.2%,多涉及氨基酸的生物合成與降解,例如甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝以及精氨酸生物合成。蘇氨酸脫氫酶基因MoILV1缺失,可導(dǎo)致稻瘟病菌分生孢子形態(tài)異常,分生孢子數(shù)量減少,附著胞介導(dǎo)的滲透受限,毒力減弱[20],Zhang等研究證實稻瘟病菌精氨酸合成酶基因MoARG1,6和 7缺失后,病原菌的致病性下降[21];稻瘟病菌的精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶基因MoHMT1影響了菌絲生長發(fā)育,在病菌形態(tài)發(fā)育中起著重要的調(diào)控作用,該基因缺失突變體的菌落較小,氣生菌絲較薄,生長速度明顯減慢,分子孢子數(shù)量僅為野生型的20%,導(dǎo)致其對敏感水稻致病性降低[22]。本研究轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表明,甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸代謝或合成相關(guān)基因表達差異,可能參與了菌株的致病過程。在后續(xù)腐皮鐮刀菌致病基因功能研究工作中,可以以氨基酸代謝或合成相關(guān)基因為突破口,進一步開展這些基因在菌絲生長、孢子形態(tài),致病性以及毒素分泌等方面的功能。

不同侵染時期均差異表達顯著的基因中有19個與碳代謝密切相關(guān)。表達上調(diào)基因有12個,主要與糖酵解、淀粉和蔗糖代謝等相關(guān);下調(diào)基因有7個,主要與乙醛酸和二羧酸的代謝、丙酸酯代謝、丁酸酯代謝等相關(guān)。說明碳代謝在腐皮鐮刀菌侵染甘薯過程中具有重要作用。病原菌可以利用寄主植物的營養(yǎng)物質(zhì)進行增殖,淀粉和蔗糖代謝可以將淀粉蔗糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖,而糖酵解是所有生物體進行葡萄糖分解代謝所必須經(jīng)過的共同階段。因此,可以推測腐皮鐮刀菌可以利用甘薯中的營養(yǎng)成分實現(xiàn)增殖,從而實現(xiàn)對甘薯寄主的進一步侵染。

4 結(jié)論

腐皮鐮刀菌侵染甘薯不同時期病原菌轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析表明,腐皮鐮刀菌中與表達調(diào)控破除寄主防御、代謝相關(guān)的基因在侵染甘薯過程中起著重要的作用。雖然隨著侵染進程階段的不同,不同基因在侵染甘薯過程中的表達調(diào)控方式不同,相關(guān)基因的表達趨勢隨之改變,但關(guān)鍵基因涉及的途徑和功能相對集中。今后可進一步篩選驗證腐皮鐮刀菌破除寄主細胞壁表達調(diào)控的關(guān)鍵基因,進行全長克隆和功能驗證等方面進行深入研究。