摘要
玉米大斑病是由玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）引起的玉米叶部病害，该病是一种世界性的病害，在流行年份常造成巨大的经济损失。玉米大斑病菌可通过其分生孢子形成附着胞而侵入寄主组织，这是病菌致病过程的关键阶段，也是在病菌与寄主互作研究领域的研究热点之一。本研究将玉米大斑病菌分生孢子悬浮液接种于感病玉米B73和抗病玉米B73Ht，分别对接种24h后的玉米叶片与病菌的混合样本进行转录组测序，进而利用生物信息学技术主要针对病菌的差异表达基因进行系统分析，明确病菌在侵染感、抗寄主后基因表达的差异;并筛选出病菌在侵染感病及抗病寄主中具有显著表达差异的分泌蛋白基因，利用Real-time PCR技术分析部分感兴趣的基因在接种玉米0、12、24、48、72h及发病等阶段的表达规律。主要研究结果如下: 1.通过比较病菌接种于感病寄主B73与分生孢子时期的转录本，共获得了差异表达基因721个，其中上调基因213个，下调基因508个;通过比较病菌接种抗病寄主B73Ht与分生孢子时期的转录本，共获得了473个差异表达基因，其中上调基因40个，下调基因433个;进一步比较病菌接种抗/感寄主的转录本，共获得了9个差异表达基因，这些基因均为下调基因。 2.通过对差异基因进行GO分类，发现将病菌接种到抗/感寄主后其差异表达基因多聚类在nucleotidase activity、5'-nucleotidase activity、NAD+ADP-ribosyltransferase activity、transferase activity、transferring pentosyl groups、wound healing、response to wounding等6个条目中。 3.通过对差异表达基因进行KEGG富集分析，发现类固醇生物合成(Steroid biosynthesis)及苯丙氨酸代谢(Phenylalanine metabolism)等两条途径在病菌接种抗/感寄主中显著富集。其中类固醇生物合成途径在病菌接种感病寄主B73后共富集了5个下调基因，苯丙氨酸代谢途径在病菌接种抗病寄主B73Ht后共富集了3个上调基因。 4.对cAMP、MAPK等信号转导途径关键基因、Homeobox转录因子基因家族、部分分泌蛋白基因进行聚类分析，发现大部分基因在接种感/抗寄主后大部分基因表达水平均上调;对14个黑色素合成相关基因进行聚类分析，病菌接种到感病寄主后5个基因表达水平下调，9个基因表达水平上调;病菌接种到抗病寄主后有6个基因的表达水平下调，8个基因表达水平上调;研究还发现这些基因在接种抗/感寄主后基因表达趋势相似。 5.利用Real time PCR技术对14个差异表达的分泌蛋白基因的表达水平进行分析，结果与转录组数据相符;进一步对病菌接种抗/感寄主0、12、24、48、72h、发病等6个时间点的分泌蛋白基因表达水平进行分析，发现在供试的14个基因中绝大多数基因在接种24h后基因表达水平达到最大值，其余时间点基因处于较低表达水平。在对接种抗病寄主后病菌分泌蛋白基因的表达情况分析发现，大多数基因出现多次高水平表达，且最高表达水平在接种48h和发病期。
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