小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域的研究.pdf

1、小麥白粉病是一種在世界范圍內(nèi)廣泛流行的真菌性病害，由專(zhuān)性寄生真菌——禾白粉菌Blumeria graminis f.sp.tritici引起。小麥白粉病是我國(guó)小麥的主要病害之一，每年在小麥產(chǎn)區(qū)造成嚴(yán)重?fù)p失。轉(zhuǎn)錄因子是基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵因子，調(diào)節(jié)著與真菌形態(tài)建成和侵染過(guò)程相關(guān)基因的時(shí)空特異性表達(dá)，前起始復(fù)合物的組裝和轉(zhuǎn)錄起始主要由轉(zhuǎn)錄因子的激活功能域負(fù)責(zé)。因此對(duì)小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域的進(jìn)行研究，能夠更深入地分析小麥白粉病菌在生長(zhǎng)發(fā)

2、育和致病過(guò)程中的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制，為尋找新的白粉病菌殺菌劑的作用靶標(biāo)和設(shè)計(jì)新的白粉病菌防控策略提供理論依據(jù)。而在傳統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中結(jié)合生物信息學(xué)方法可以提高實(shí)驗(yàn)效率。本文的主題工作包括:
　　 1.提出一種小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域的篩選方法。該方法的基本原理是:將小麥白粉病菌cDNA文庫(kù)與GAL4的BD結(jié)構(gòu)域連接，轉(zhuǎn)入酵母菌，通過(guò)檢測(cè)報(bào)告基因的表型來(lái)篩選激活功能域片段。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該方法可用于小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域的篩選

3、，且具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)這些序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)，小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域序列同源性較低，且大部分屬于富含酸性氨基酸的激活功能域結(jié)構(gòu)類(lèi)型。在實(shí)驗(yàn)中多次篩選到含甲殼素脫乙酰酶(CDA)結(jié)構(gòu)域的片段，CDA可能在白粉病菌成功入侵植物和細(xì)胞增殖的過(guò)程中起重要作用，其作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。
　　 2.構(gòu)建小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域的預(yù)測(cè)模型。該預(yù)測(cè)模型的特征提取方法采用分組重量編碼，分類(lèi)算法采用加權(quán)K近鄰

4、算法。通過(guò)加權(quán)K近鄰算法與傳統(tǒng)K近鄰算法的比對(duì)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加權(quán)K算法的整體預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率均比傳統(tǒng)K近鄰算法要高，證明分組重量編碼和加權(quán)K近鄰算法的組合更適用于小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域的預(yù)測(cè)，并且有較好的預(yù)測(cè)結(jié)果。本文還將經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域序列數(shù)據(jù)與已知的轉(zhuǎn)錄因子激活功能域數(shù)據(jù)組成的訓(xùn)練集，對(duì)加權(quán)K模型進(jìn)行訓(xùn)練，然后用獨(dú)立測(cè)試集進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確率隨著訓(xùn)練集中小麥白粉病菌轉(zhuǎn)錄因子激活功能域數(shù)據(jù)的增加而