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多组学研究揭示根肿菌生长发育与致病的分子机理

摘要第10-13页
Abstract第13-17页
缩略语表第18-19页
第一章 文献综述第19-46页
    1.根肿菌的生活史第20-22页
    2.环境因素对根肿菌的影响第22-27页
        2.1 土壤湿度第22-23页
        2.2 温度条件第23页
        2.3 Ca~(2+)因素第23-24页
        2.4 pH条件第24页
        2.5 土壤的微生物环境第24-25页
        2.6 抗根肿病材料的选育和抗性机理研究第25-27页
    3.根肿菌致病型的多样性第27-28页
    4.寄主植物应答根肿菌入侵机制研究第28-32页
    5.根肿菌基因组学研究进展第32-34页
    6.从根肿菌基因组角度解析其活体寄生特性的研究进展第34-43页
        6.1 主要营养物质代谢途径呈现典型活体营养型特点第34-35页
        6.2 根肿菌碳水化合物活性酶(CAZymes)家族研究第35-36页
        6.3 根肿菌基因组中参与调控寄主植物激素稳态的基因第36-37页
        6.4 根肿菌致病相关分泌蛋白组和效应子的研究进展第37-43页
    7.我国根肿菌研究历史回顾与进展第43-45页
    8.本研究的意义第45-46页
第二章 根肿菌单孢分离菌株ZJ-1基因组de novo测序第46-75页
    1.材料与方法第46-52页
        1.1 根肿菌休眠孢子悬浮液梯度稀释法的单孢分离第46-47页
        1.2 Williams致病型鉴定系统对根肿菌单孢分离物鉴定第47-49页
        1.3 单孢分离菌株ZJ-1基因组从头测序第49页
        1.4 根肿菌ZJ-1菌株比较基因组学分析第49-51页
        1.5 ZJ-1菌株与Pbe3基因组共线性分析和遗传多样性分析第51-52页
    2.结果与分析第52-71页
        2.1 根肿菌单孢分离物材料的获取第52页
        2.2 Williams寄主系统对单孢分离物ZJ-1的致病型鉴定第52-53页
        2.3 根肿菌单孢分离菌株ZJ-1基因组特性第53-63页
        2.4 根肿菌ZJ-1菌株基因组比较基因组学分析第63-71页
    3.小结与讨论第71-75页
        3.1 根肿菌基因组小于有孔虫界其他物种第71-72页
        3.2 根肿菌基因组中重复序列比例偏低第72-73页
        3.3 根肿菌基因组呈现基因排列紧凑、基因密度大的特点第73-74页
        3.4 比较基因组学分析揭示以根肿菌为代表的有孔虫界物种在真核生物进化史中的独特进化地位第74-75页
第三章 不同生长状态根肿菌的RNA-Seq测序分析第75-101页
    引言第75页
    1.材料与方法第75-83页
        1.1 根肿菌侵染寄主组织学观察第75-76页
        1.2 RNA-Seq测序的总RNA样品提取和测序文库制备第76-78页
        1.3 根肿菌不同生长发育阶段样品的RNA-Seq测序数据分析第78-83页
    2.结果与分析第83-96页
        2.1 根肿菌侵染油菜的组织学显微观察结果第83-85页
        2.2 根肿菌RNA-Seq测序数据分析第85-96页
    3.小结与讨论第96-101页
        3.1 根肿菌ZJ-1菌株重要代谢通路差异表达基因分析揭示休眠孢子阶段休眠和萌发状态的调控机理第96-97页
        3.2 根肿菌ZJ-1菌株次生原质团发育阶段基因表达调控模式发生明显变化第97-98页
        3.3 次生原质团生长发育阶段显著上调表达基因的GO富集分析揭示根肿菌快速增殖、生长的细胞发育状态下的分子调控变化第98页
        3.4 含锚蛋白重复结构域蛋白、含P环三磷酸核苷水解酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶可能在根肿菌不同生长发育过程中具有重要作用第98-101页
第四章 根肿菌ZJ-1菌株脂滴相关蛋白物质的鉴定及脂滴代谢相关途径的分析第101-117页
    引言第101-102页
    1.材料与方法第102-105页
        1.1 植物材料种植及接种第102页
        1.2 根肿菌脂滴细胞器的尼罗红染色及显微镜观察第102页
        1.3 根肿菌休眠孢子中脂滴物质的分离第102-103页
        1.4 根肿菌休眠孢子中脂类物质的萃取及薄层色谱(TLC)分析第103页
        1.5 根肿菌休眠孢子中脂滴结合蛋白的质谱分析第103页
        1.6 不同物种细胞甘油三酯(TAGs)含量的测定第103页
        1.7 根肿菌脂肪酸物质的气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析鉴定第103-104页
        1.8 基因表达的聚类分析第104-105页
    2.结果与分析第105-114页
        2.1 根肿菌脂滴细胞器的透射电镜和尼罗红染色观察第105-106页
        2.2 根肿菌脂滴物质的分离与鉴定分析第106页
        2.3 根肿菌脂滴结合蛋白的质谱蛋白组学-转录组学联合分析第106-108页
        2.4 根肿菌基因组脂代谢相关通路分析第108-109页
        2.5 根肿菌基因组TAG合成、代谢相关途径分析第109-112页
        2.6 根肿菌游离脂肪酸成分的GC-MS鉴定分析第112-114页
    3.小结与讨论第114-117页
第五章 根肿菌专性活体寄生特性的比较基因组和分泌蛋白组分析第117-156页
    引言第117页
    1.材料与方法第117-125页
        1.1.用于比较基因组学分析的物种第117-118页
        1.2 根肿菌ZJ-1菌株基因组中参与初级、次级代谢相关基因的分析第118-119页
        1.3 根肿菌ZJ-1菌株基因组中CAZymes家族成员基因的注释分析与比较第119页
        1.4 根肿菌ZJ-1菌株基因组中ABC转运体家族成员基因的分析与比较第119页
        1.5 根肿菌ZJ-1菌株基因组中与植物激素信号转导相关的基因分析第119-120页
        1.6 GPCR抑制剂处理条件下根肿菌ZJ-1菌株接种油菜植株试验第120-122页
        1.7 根肿菌ZJ-1菌株分泌蛋白组分析和效应子蛋白的筛选与功能验证第122-125页
    2.结果与分析第125-149页
        2.1 根肿菌基因组中参与初级代谢过程相关基因减少第125-127页
        2.2 根肿菌基因组中参与次级代谢过程相关基因减少第127-128页
        2.3 根肿菌基因组中CAZymes家族成员基因分析与比较第128-130页
        2.4 根肿菌基因组中ABC转运体家族成员基因的分析与比较第130-133页
        2.5 根肿菌基因组与植物激素信号转导相关的基因分析第133-135页
        2.6 GPCR抑制剂处理影响根肿菌生长发育和致病过程第135-138页
        2.7 根肿菌ZJ-1菌株基因组中预测出739个分泌蛋白第138-139页
        2.8 根肿菌ZJ-1菌株分泌蛋白表达模式分析第139-141页
        2.9 根肿菌ZJ-1菌株候选效应子蛋白的预测第141-142页
        2.10 根肿菌ZJ-1菌株候选效应子蛋白的分泌性功能验证第142-144页
        2.11 根肿菌效应子蛋白EC4(PlasB_07397)诱导烟草叶片坏死第144-147页
        2.12 根肿菌效应子EC1(PlasB_06695)抑制由促凋亡蛋白Bax诱导的坏死第147-149页
    3.小结与讨论第149-156页
        3.1 根肿菌是极端的活体寄生菌第150页
        3.2 根肿菌基因组参与初级代谢的基因少第150-151页
        3.3 根肿菌基因组CAZymes相关基因和次级代谢基因减少体现其“温和”的活体寄生方式第151-153页
        3.4 根肿菌基因组编码ABC转运体基因扩张,揭示细胞内寄生物独特的营养获取方式第153页
        3.5 根肿菌可能参与调控寄主植物激素水平第153-154页
        3.6 根肿菌GPCR相关信号通路对其生长发育和致病过程至关重要第154页
        3.7 根肿菌可能通过分泌蛋白抑制寄主的抗病反应和维持寄主细胞活力第154-156页
第六章 根肿菌多核次生原质团发育过程机制研究第156-179页
    引言第156页
    1.材料与方法第156-158页
        1.1 植物材料种植及接种第156-157页
        1.2 根肿菌皮层侵染阶段多核次生原质团发育过程的显微观察第157页
        1.3 根肿菌差异表达基因的KEGG Pathway功能富集分析第157页
        1.4 q-PCR对相关基因进行验证第157页
        1.5 根肿菌ZJ-1菌株基因组原癌基因Pb-Raf、Pb-MYB的多重序列比对和表达模式分析第157-158页
        1.6 根肿菌癌症相关信号转导通路核心基因的多重序列比对和表达模式分析第158页
        1.7 PI3K抑制剂处理条件下根肿菌接种油菜植株试验第158页
    2.结果与分析第158-175页
        2.1 根肿菌皮层侵染阶段多核次生原质团发育过程的组织学显微观察第158-160页
        2.2 根肿菌不同生长发育状态差异表达基因KEGG Pathway功能富集分析第160-163页
        2.3 根肿菌基因组原癌基因Pb-Raf、Pb-MYB的多重序列比对和表达模式分析第163-166页
        2.4 根肿菌癌症相关信号转导通路核心基因的多重序列比对和表达模式分析第166-172页
        2.5 PI3K抑制剂处理影响根肿菌生长发育和致病过程第172-175页
    3.小结与讨论第175-179页
第七章 全文结论与展望第179-187页
    1.全文的主要结论第179-182页
        1.1 完成了我国根肿菌1号致病型ZJ-1菌株的do novo全基因组测序,并与根肿菌其他菌株的基因组进行了比较第179页
        1.2 比较基因组学分析揭示以根肿菌为代表的有孔虫界物种在真核生物进化史中的独特进化地位第179-180页
        1.3 根肿菌休眠孢子阶段、休眠孢子萌发阶段、次生原质团发育阶段均存在重要代谢通路和信号通路的调控变化第180页
        1.4 鉴定了根肿菌脂滴物质成分并分析脂肪酸代谢相关途径,揭示脂滴物质在休眠孢子存活及萌发中的重要功能第180-181页
        1.5 通过比较基因组学分析揭示根肿菌极端的活体寄生特性,发现根肿菌调控寄主植物激素水平的新基因PBHK1和PBHK2第181页
        1.6 抑制剂处理试验证实根肿菌中GPCR相关信号通路的重要作用第181页
        1.7 分泌蛋白组分析和候选效应子功能验证证实根肿菌存在诱发坏死和抑制坏死两种类型的效应子蛋白第181页
        1.8 利用多组学分析了根肿菌次生原质团生长发育机制,鉴定出原癌基因,发现并证实原癌基因及癌症信号转导通路对根肿菌次生原质团生长发育至关重要第181-182页
    2.全文展望第182-187页
参考文献第187-208页
附录1第208-223页
附录2第223-224页
致谢第224-227页

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