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卵菌是一类进化上独特的真核微生物,尽管在营养吸收方式和形态上与真菌类似,但在进化关系上与藻类的关系较近,其中包含了数量庞大的动植物病原菌。在植物病原卵菌与寄主互作过程中,卵菌会分泌大量的RxLR(Arg-x-Leu-Arg)和CRN(Crinkle and necrosis)效应子来抑制或干扰寄主植物的免疫防卫反应以促进其侵染与定殖。同时,寄主植物为了抵抗病原菌的入侵,会通过调控一系列防卫相关基因的表达来实现免疫防卫反应,其中植物Argonaute(AGO)蛋白参与的小分子RNA介导的基因沉默是重要的调控途径。因此,鉴定和分析病原卵菌RxLR和CRN效应子及其功能域以及AGO蛋白的转录调控对于深入理解植物与病原菌分子互作具有重要意义。本文分别以卵菌RxLR和CRN效应子与拟南芥ago4-2突变体为研究对象,通过生物信息学对其所参与的生物学功能进行了分析,取得以下主要研究结果:1)卵菌中RxLR和CRN效应子的鉴定及DNA-bindingdomain的分析:根据已知的RxLR效应子中RxLR-dEER保守元件及CRN效应子中FLAK元件和HVLVVVP元件等保守序列特征同时满足具备信号肽条件,分别在9种卵菌中鉴定出了 1811个RxLR和1120个CRN效应子,进一步通过Pfamdomain数据库进行注释,发现了 35个效应子的功能域中存在具有DNA-binding的结合活性位点,随后经过GO注释、PDB三维结构预测和生物信息学软件的三种方法对具有DNA-binding的效应子进行验证。为了探讨具有DNA结合功能域效应子可能具有的生物学功能,在预测结果中选取了可能结合DNA的PsCRN115效应子,通过稳定转化获得本氏烟转基因植株,并通过DGE表达谱的分析得出了转基因本氏烟抗逆性增强的原因。此外还分析了 HNH(His-Asn-His)功能域的进化情况,初步推断CRN效应子的致病力与HNH功能域进化趋向性一致。2)拟南芥ago4-2突变体与辣椒疫霉Pc35和棉花黄萎菌V991互作中Small RNA的鉴定与分析:通过Small RNA的转录组数据库分析,本研究在基因组范围内,分别鉴定和预测了来源于拟南芥ago4-2突变体的miRNAs和来源于Pc-35、V991病原菌的miRNAs。对于存在于mirBase中的miRNAs可以直接计算表达量,而新的miRNAs的鉴定是根据二级的发卡结构和折叠的最小自由能来预测的,结果表明样本中存在较多的新miRNAs,这些是mirBase中目前所没有的。对所有miRNAs进行差异表达筛选,并对显著性差异表达的miRNA进行靶基因的预测。结果表明这些miRNAs不仅可以靶向拟南芥自身的基因,还可以靶向病原菌的基因。这些靶基因的功能注释表明,靶向拟南芥基因的功能较多集中在信号转导、植物激素、转录因子等途径,而靶向病原卵菌的基因则是辣椒疫霉效应子则是PcCRN167和PcAvh10/15。由此推测寄主植物和病原菌之间存在跨界的miRNAs干扰在互作中起重要的作用。3)基于RNA-seq分析拟南芥慢go4-2突变体对辣椒疫霉Pc35和棉花黄萎菌V991的敏感性差异:高通量测序获得辣椒疫霉Pc-35和棉花黄萎菌V991分别侵染拟南芥ago4-2突变体和野生型Col-0十小时的转录组数据,以及它们各自接种无菌水的对照转录组数据。通过转录组分析将测序完成的短序列比对到拟南芥基因组上后分别计算拟南芥每个基因的表达量。经过差异基因的显著性和表达模式分析后,本研究发现ago4-Pc/m整体基因差异表达的程度比ago4-V991/m大,差异显著基因的功能注释和GO富集分析结果表明这些差异显著的基因功能多和拟南芥的抗病性相关,基于mapman聚类软件的pathway分析结果表明ago4-Pc/m和ago4-V991/m在抗病性相关的防御通路中存在较大差异,推测这些差异是拟南芥ago4-2突变体对Pc-35和V991敏感性不同的原因之一。