馬鈴薯黑脛病菌全基因組測(cè)序及致病基因的分析.pdf

1、馬鈴薯黑脛?。≒ectobacterium atroseptica，Pa）是影響馬鈴薯種植生產(chǎn)中重要的種薯傳播的細(xì)菌性病害。近些年，我國(guó)馬鈴薯生產(chǎn)中嚴(yán)重影響馬鈴薯產(chǎn)量和種薯質(zhì)量。隨著高通量測(cè)序的普及和基因組學(xué)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的植物病原細(xì)菌被測(cè)序。對(duì)馬鈴薯黑脛病菌基因組的測(cè)序，并通過(guò)生物信息學(xué)可以從基因組水平分析致病及相關(guān)基因的特征，為植物病原細(xì)菌的研究提供更多有價(jià)值的候選基因，為系統(tǒng)研究該菌的致病機(jī)理和病菌演化提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

2、>　　在形態(tài)學(xué)、分子鑒定基礎(chǔ)上選擇了1株代表性馬鈴薯黑脛病菌菌株JG10-08，利用Illumina Hiseq2000測(cè)序平臺(tái)，進(jìn)行基因組序列測(cè)序、拼接、序列校正和補(bǔ)洞，最終獲得該菌的基因組序列的精細(xì)圖譜（GenBank登錄號(hào)CP007744）。該菌株基因組無(wú)質(zhì)粒、由一條雙鏈環(huán)狀DNA分子構(gòu)成，染色體的長(zhǎng)度為5.00Mb，G+C含量為51.15％，。運(yùn)用RAST分析軟件注釋了基因組中各個(gè)基因的功能，共預(yù)測(cè)出4672個(gè)基因編碼區(qū)(CDS

3、)，CDS占全基因組序列總長(zhǎng)的86.1％，CDS的平均堿基長(zhǎng)度是941.9bp。調(diào)用tRNAscan-SE程序，對(duì)基因組序列進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)并注釋的tRNA有76個(gè)，獲得39個(gè)rRNA基因分布在7套操縱子區(qū)域，5個(gè)轉(zhuǎn)座基因和一個(gè)相似于葡萄球菌PHI-Mu50B原噬菌體的完整序列。在COG數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)出了4252個(gè)基因功能。其中，染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力相關(guān)的基因最少，只有1個(gè);與能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換有關(guān)的基因241個(gè);參與轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝的基因最多，高達(dá)159

4、9個(gè);與染色體相關(guān)涉及到復(fù)制、重組、修復(fù)、轉(zhuǎn)運(yùn)、修飾等相關(guān)基因共有885個(gè);參與生物合成、運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及防御機(jī)制的基因共713個(gè)，還有813個(gè)基因功能只是預(yù)測(cè)或著功能未知。
　　在菌株JG10-08的基因組中共預(yù)測(cè)出168個(gè)編碼致病及相關(guān)功能的基因，包括121個(gè)分泌系統(tǒng)的編碼基因，25個(gè)果膠降解酶的編碼基因和22個(gè)毒素基因。在25個(gè)調(diào)控細(xì)胞壁降解酶合成的基因中包含22個(gè)果膠裂解酶、2個(gè)纖維素酶和1個(gè)蛋白酶。22個(gè)毒素基因

5、中有9個(gè)特有基因，即YafW、YefM、YkfI、YoeB、RelE、RelB、StbD、StbE和Phd。菌株JG10-08基因組中存在著6種與致病性相關(guān)的分泌系統(tǒng)基因。
　　對(duì)馬鈴薯黑脛病所屬的果膠桿菌屬進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，明確了果膠桿菌屬中已測(cè)定基因組的3個(gè)種（P.atrosepticum、P.wasabiae和P.carotovorum）的系統(tǒng)演化關(guān)系，結(jié)果顯示:引起馬鈴薯黑脛病的P.atrosepticum與引起山葵軟腐病