论文部分内容阅读
自噬相关基因(ATG, autophagy associated gene)缺失影响真菌自噬,同时影响真菌代谢产物含量。植物与病原菌互作的过程具有高度特异性,这一过程可以产生大量的代谢产物,可以通过这些代谢产物的变化研究病原与寄主的互作。稻瘟病菌Magnaporthe oryzae中MoATG1缺失导致稻瘟病菌自噬过程中断,对水稻CO-39失去致病力；MoATG11缺失不影响细胞自噬,突变体AMoatg11仍能引起水稻病害,且致病力与guyll一致；MoATG15缺失突变体AMoatg15对水稻的致病力降低。为进一步认识稻瘟病菌自噬相关基因的功能,本论文首次应用GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrometer)及LC-MS (Liquid Chromatography Mass Spectrometer)技术结合主成分分析(PCA, Principal Component Analysis)、正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA, Orthogonal Partial Least Squares-Discriminant Analysis)等多元统计学分析方法,对稻瘟病菌野生型菌株guyll、自噬基因缺失突变型菌株1Moatg1、AMoatg11、AMoatg15及受这些不同基因型菌株侵染的水稻进行了代谢组学研究。主要研究成果如下：(1)鉴定了稻瘟病菌受自噬基因MoATG1、MoATG11、MoATG15缺失影响的43种差异代谢物,据此构建了受自噬基因MoATG1、MoATG11、MoATG15影响的稻瘟病菌代谢调控网络,涉及到TCA循环、糖酵解、维生素类代谢、氨基酸代谢及次级代谢等通路的变化,并对这些代谢通路及其生物学意义进行了阐述。(2)鉴定了水稻响应不同基因型菌株侵染的45种差异代谢物。结合水稻叶片的致病性表型分析结果,我们发现病原菌自噬基因缺失对其寄主的影响差异主要是致病性不同引起的。对45种差异代谢物涉及的水稻通路进行权重分析,得到影响权重最大的5条通路,分别是：丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,苯丙氨酸代谢,磷酸肌醇代谢,乙醛酸和二羧酸代谢,并且构建了以这5条通路为骨架的水稻代谢调控网络,阐述了其生物学意义。本研究将为全面系统地阐明稻瘟病菌自噬相关基因的功能,进行自噬药物靶标筛选,建立稻瘟病菌自噬药物验证体系,研究开发防治稻瘟病的新型高效农药提供理论依据,以期降低稻瘟病发生率,提高水稻生产的产量和质量。