侧孢短芽孢杆菌S2-31拮抗下细辛叶枯病菌转录组差异表达分析

作     者：刘亚苓 于营 鲁海坤 雷慧霞 隋昕 郭靖 LIU Ya-ling;YU Ying;LU Hai-kun;LEI Hui-xia;SUI Xin;GUO Jing

作者机构：中国农业科学院特产研究所长春130112 

出 版 物：《生物技术通报》 (Biotechnology Bulletin)

年 卷 期：2021年第37卷第2期

页      面：111-121页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 

基　　金：国家重点研发计划子课题(2016YFC0500303-07) 吉林省科技发展计划项目(20180201034YY) 中国农业科学院科技创新工程(CAAS-ASTIP-2016-ISAPS) 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1610342019065)。 

主　　题：侧孢短芽孢杆菌 细辛叶枯病 槭菌刺孢 生物防治 转录组学 

摘      要：通过分析侧孢短芽孢杆菌拮抗作用下叶枯病菌的转录组学特征,研究差异表达基因(DEGs)和代谢通路的富集情况,初步探索侧孢短芽孢杆菌拮抗叶枯病菌的分子机制。首先利用S2-31与叶枯病菌的对峙培养观察其拮抗作用,然后利用转录组测序探究侧孢短芽孢杆菌拮抗下和正常生长下的叶枯病菌的基因表达水平差异,并进行RT-qPCR验证,最后,利用相关数据库对DEGs进行注释和富集分析。对峙培养后,叶枯病菌菌丝出现皱缩、扭曲等现象。测序后共得到3681个DEGs,其中2224个相对上调,1457个相对下调。GO功能注释分析表明,上调和下调表达的DEGs均注释到生物过程8个亚群、细胞组分8个亚群和分子功能4个亚群。KEGG富集分析中,共有732个unigenes定位到115条生物学通路中,其中富集程度相对较高的通路有氨基糖和核苷糖代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定生物合成和过氧化物酶体;涉及差异基因较多的通路有淀粉和蔗糖代谢、剪接体和胞吞作用;上调表达的DEGs主要富集在代谢途径,下调表达的DEGs主要富集在遗传信息处理和细胞过程途径。从显著富集的通路中筛选出与菌丝生长发育相关的差异表达基因,结果表明侧孢短芽孢杆菌主要抑制病原菌菌丝过氧化物酶体的形成、胞吞过程和GPI锚定的合成等过程。差异表达基因的RT-qPCR验证结果与转录组测序的结果一致。在侧孢短芽孢杆菌S2-31的拮抗下抑制了叶枯病菌的生长,其转录组特征也发生显著变化,差异基因主要涉及代谢、细胞过程以及遗传信息处理等途径的相关通路。