哈茨木霉LTR-2重寄生相关基因的发掘

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31101479
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
23.0万
负责人：
张新建
依托单位：
山东省科学院
学科分类：
C1406.生物防治
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
杨合同；黄玉杰；任艳；周红姿；吴晓青；曲乐；
关键词：
cDNA-AFLP 差异表达基因重寄生木霉

项目摘要

哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）LTR-2是一株高效、广谱、非常具有应用前景的植病生防菌株，然而目前对其生防机制的认识有限，限制其在生产中更好的发挥作用。将LTR-2分别与立枯丝核菌Rhizoctonia solani和畸雌腐霉 Pythium irregulare对峙培养，木霉菌能识别不同的病原菌、产生相应的细胞壁降解酶、实现重寄生，这些过程是由多基因参与并通过精确表达调控实现的。本研究拟利用cDNA扩增片段长度多态性分析（cDNA-AFLP）技术，对互作过程中的木霉基因表达谱进行分析，与单独培养的对照比较，分析差异表达基因的种类和数量，从而获得新的生防相关基因，为从基因组水平上认识木霉的重寄生过程和机理提供重要信息，为指导木霉在农业生产中的应用提供理论基础。本项目获得的生防相关基因，可作为高效、快速筛选生防木霉菌的探针，并为遗传改造生防木霉菌提供候选功能基因。

结项摘要

哈茨木霉（Trichoderma harzianum）是研究最深入的木霉种类，被广泛用于植物病害生物防治。而盖姆斯木霉（T. gamsii）是近期才被发现的木霉种，人们对其生防机理的了解非常有限。对木霉菌与植物病原菌互作时基因表达变化的研究，将为了解防治木霉防病机理提供基础信息。. 本研究使用了cDNA扩增片段长度多态性分析，即cDNA-AFLP技术，研究了哈茨木霉LTR-2和盖姆斯木霉Tk7a与植物病原菌（立枯丝核菌Rhizoctonia solani和畸雌腐霉Pythium irregulare）的体外互作，分析了LTR-2和Tk7a与这些植物病原菌互作时的基因表达谱变化。. 在LTR-2中，我们发现了一些已知重寄生相关基因的表达发生变化，例如几丁质酶基因、聚酮合酶和非核糖体肽合成酶基因。而在Tk7a中发现的表达变化的基因中，未发现典型的重寄生相关基因，其中仅有富含半胱氨酸的小分子分泌蛋白据报道与木霉抗生机制有关。此外，我们还发现了几个新的重寄生相关基因，它们在该过程中的作用值得进一步研究。在这些差异表达的基因片段中，我们随机挑选了20个（LTR-2和Tk7a各10个），用RT-qPCR方法对这些基因在重寄生过程不同时期的表达特征进行了定量分析。. 为进一步挖掘这些差异表达基因的遗传信息，我们分别对哈茨木霉LTR-2和盖姆斯木霉Tk7a的基因组进行了测序，获得了这两株木霉菌的基因组草图。通过BLAST分析，我们将这些差异表达片段的序列准确定位的基因组上，并获得这些基因的全长序列，对于了解基因功能具有重要意义。此外，我们进一步通过生物信息学分析，发现真菌细胞壁降解酶、次生代谢产物合成酶以及蛋白酶等木霉重寄生相关基因在LTR-2和Tk7a的基因组中显著扩张。. 上述基因差异表达分析以及基因组研究结果，为了解哈茨木霉LTR-2和盖姆斯木霉Tk7a对植物病原菌的重寄生过程和拮抗机制提供了重要信息，而这些信息的获得将为更好的发挥木霉菌在植物病害生物防治中的作用提供理论基础。综上，该项目顺利完成了资助项目计划书中的研究内容和目标，在项目执行过程中，我们共发表中文核心期刊论文3篇、SCI论1篇、国际学术会议论文2篇。