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雨生红球藻Haematococcus pluvialis WBG-26对壶菌感染的抗性机制研究

批准号:
32072998
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
丁奕
学科分类:
水产养殖学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
丁奕

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
雨生红球藻是天然虾青素的最佳来源,然而雨生红球藻规模化养殖过程中经常发生壶菌感染,严重影响虾青素产量与品质,制约其产业的发展。由于对雨生红球藻抗壶菌感染机制知之甚少,雨生红球藻壶菌病害的防治一直未取得进展。本项目组在前期研究中筛选到一株对壶菌感染具有抗性的雨生红球藻WBG-26,其优异的抗感染特性在室外规模培养中得到了验证。以此为切入点,本项目拟以雨生红球藻抗性藻株和易感藻株为研究材料,利用细胞生物学、生理生化的方法研究二者在壶菌P. sedebokerense胁迫下的抗性差异;从雨生红球藻-壶菌互作视角,利用互作转录组测序和蛋白质组学技术,结合基因组重测序联合分析抗性和易感藻株的基因和蛋白质表达谱差异,挖掘抗性基因,阐明雨生红球藻对壶菌感染的抗性机制。研究结果将为利用现代技术高效选育雨生红球藻抗性藻株提供理论依据,加速抗性藻株的选育和病害防治技术的建立,促进我国红球藻产业的健康发展。
英文摘要
Mass cultivation of Haematococcus pluvialis is threatened by a destructive fungus Paraphysoderma sedebokerense, which can cause huge losses in astaxanthin production. However, the biochemical and molecular resistance mechanisms of H. pluvialis to P. sedebokerense remain virtually unknown, which restrict the prevention and control of H. pluvialis disease. In our previous study, the resistant strain of H. pluvialis was screened and its excellent anti-infective properties were verified in mass cultivation. In the present study, the resistant strain H. pluvialis WBG-26 and the high susceptible strain H. pluvialis K-0084 were selected as materials to analyze the response differences between them after infected with P. sedebokerense through cell biology and biochemical study. Moreover, dual RNA-Seq , iTRAQ and whole genome resequencing were selected to identify the genes and proteins related to disease resistance and explore the physiological and molecular resistance mechanism of H. pluvialis to P. sedebokerense. Through the combination of multi-omics data and conjoint analysis, the results of this study will provide a new idea for the screening of the resistance H. pluvialis strains to P. sedebokerense and have a wide application future.
大规模培养雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)以生产天然虾青素,已经成为微藻生物技术领域的一个新兴产业。然而,雨生红球藻规模化培养时频繁发生西德布克类节壶菌(Paraphysoderma sedebokerense)感染,严重影响虾青素产量与品质,制约红球藻产业的发展。选育抗类节壶菌感染的雨生红球藻藻株是最经济有效的防治途径。本项目通过细胞生物学、生理生化及组学分析等多方面研究,揭示了生红球藻对类节壶菌感染的响应差异,并阐明雨生红球藻WBG-26藻株的生化与分子抗性机制,从而挖掘抗性基因。通过本项目的实施,雨生红球藻WBG-26优异的抗感染特性在室外规模培养中得到了验证。同时,我们建立了雨生红球藻不同形态阶段(绿色游动细胞、红色游动细胞、绿色孢子和红色孢子)的诱导和培养方法,并构建了雨生红球藻与类节壶菌互作模型。通过对易感和抗性藻株的比较分析发现,抗性藻株WBG-26具有更厚的细胞壁和较低水平的特定单糖,这可能是其抗性的关键因素之一。过氧化物酶活性的增加可能有助于增强WBG-26对类节壶菌侵染的抵抗力,而MDA含量则与抗性呈负相关,可作为筛选抗性品系的潜在指标。此外,互作转录组数据分析揭示了雨生红球藻绿色孢子和红色孢子中29个上调和25个下调的关键抗性基因,其中包括编码受体类激酶RLK、富亮氨酸重复序列LRR、转录因子SBP/bHLH/HSF/MYB、碳水化合物活性酶CAZymes和热休克蛋白的基因,这些基因可能在防御反应中起到重要作用。结合共表达网络分析鉴定了4个枢纽基因:WD40、RNA识别基序、蛋白激酶以及番茄红素环化蛋白,它们可能与WBG-26的抗性高度相关。研究成果不仅深化了我们对微藻与寄生真菌互作的理解,也为高效选育抗性藻株提供了理论依据和技术指导,有利于推动雨生红球藻产业的健康发展。. 相关研究成果已发表在Algal Research、International Journal of Molecular Sciences等期刊。在本项目的基础上,项目申请人新申请并获得1项国家自然科学基金面上项目和1项中科院青年创新促进会的资助。
十二烷基苯磺酸钠控制产油微藻真菌感染的作用机理及技术优化研究
  • 批准号:
    31702367
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    丁奕
  • 依托单位:
国内基金
海外基金