基于高通量測序鑒定金煌杧軟鼻病相關(guān)致病基因的研究.pdf

1、杧果軟鼻病(Soft nose)是一種嚴(yán)重的杧果果實生理病害，主要為害以金煌杧(Mangifera indica L.cv.Jinhuang)為代表的松脂型杧果。主要病害癥狀表現(xiàn)為：在果實成熟過程中，果頂處首先黃化變軟，內(nèi)部果肉呈潰敗狀，從而影響杧果的可食性和商品性。該病在世界杧果產(chǎn)區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)生，已嚴(yán)重制約杧果生產(chǎn)。目前對于軟鼻病一類生理病害的發(fā)病機制尚不清楚，分子生物學(xué)研究較少，大部分研究僅停留在生理代謝層面，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)配方施肥處理

2、可以在一定程度上降低病害的發(fā)病率，但并不能徹底根除。本研究以金煌杧為試材，從正常果肉和病害果肉兩個樣本中提取RNA，進行高通量轉(zhuǎn)錄組測序分析，在兩個轉(zhuǎn)錄樣本間發(fā)生顯著差異表達(dá)的基因中篩選與軟鼻病致病相關(guān)的基因，以期了解軟鼻病代謝調(diào)控的變化，為進一步闡明軟鼻病的致病機理提供參考依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.比較分析了異硫氰酸胍法、SDS法和改良熱硼酸法三種方法對柁果果肉RNA的提取效果，結(jié)果表明：三種方法中改良熱硼酸法提取的

3、RNA完整性最好，純度和產(chǎn)量高，雖然在成本上較另兩種方法略有提高，但綜合考慮，改良熱硼酸法仍為最優(yōu)方法，適于后續(xù)轉(zhuǎn)錄測序的高效進行。
　　 2.高通量RNA轉(zhuǎn)錄組測序獲得超過52.4M的reads數(shù)據(jù)。組裝分析后，杧果正常果肉和患病果肉兩個轉(zhuǎn)錄組樣本共得到73，712條基因序列，其中47，508條得到功能注釋和分類。同時兩樣本間存在18，710條基因序列發(fā)生顯著的差異表達(dá)，其中5，360條上調(diào)表達(dá)，13，350條下調(diào)表達(dá)。

4、>　　 3.通過對5，360條發(fā)生上調(diào)表達(dá)的基因序列進行COG、GO、KEGG分析后，篩選得到3條ACC合酶同源基因和2條ACC氧化酶同源基因，它們在兩個轉(zhuǎn)錄樣本中的差異表達(dá)極其顯著，在蛋氨酸代謝通路中參與調(diào)控乙烯的生物合成過程，將它們的核苷酸序列提交NCBI檢索后，結(jié)果顯示它們與其他物種的ACC合酶同源基因和ACC氧化酶同源基因的同源性均在80%以上。由此可推測這5條基因序列可能與杧果軟鼻病生理病害的發(fā)病存在密切關(guān)系。
　　

5、 4.篩選發(fā)現(xiàn)5條果膠酸裂解酶同源基因的表達(dá)水平在兩個樣本間存在明顯差異，處于KEGG Pathway的戊糖和葡萄糖醛酸酯互變代謝途徑，參與調(diào)控多聚半乳糖醛酸酯裂解為半乳糖醛酸的降解過程。將它們的核苷酸序列提交NCBI進行同源性比對，與其他物種的果膠酸同源基因的同源性達(dá)到70%以上，故可推測這5條基因序列可能參與調(diào)控杧果軟鼻病病害的發(fā)病過程。
　　 5.推測認(rèn)為在杧果軟鼻病的發(fā)病過程中，ACC合酶同源基因和ACC氧化酶同源基因與