基于RNA-Seq的稻瘟病菌Δznf1突变体的表达谱分析

• 作者: 岳晓凤 王政逸 阙亚伟
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 水稻 稻瘟病菌 附着胞 Δznf1 RNA-Seq 差异表达基因
• 年，卷（期）: 2016,（17）
• 所属期刊栏目: 植物保护
• 页码范围: 3346-3357
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2016.17.009

摘要

【目的】稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的水稻稻瘟病是威胁全球水稻生产的重要病害之一，而该菌附着胞介导的侵染又是病害循环的重要环节。在前期的研究中发现一个编码 C2H2锌指结构的转录因子基因ZNF1，参与稻瘟病菌附着胞形成、穿透和致病过程,论文旨在从转录水平上了解受Znf1调控的基因及其调控机理，为深入研究稻瘟病菌致病分子机理提供基础数据。【方法】利用RNA-Seq技术对稻瘟病菌野生型菌株Guy11和突变体Δznf1的营养菌丝体进行表达谱测序，采用FPKM法计算基因表达量，以FDR≤0.001且log2 ratio (Δznf1/Guy11)≥1为筛选标准，获得Δznf1中差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）；通过与Gene Ontology （GO）数据库和KEGG Pathway数据库比对，获得差异基因可能的生物学功能和参与的分子调控途径。为了更详细地研究受 Znf1调控的基因，在同样的条件下，利用 RNA-Seq 技术对稻瘟病菌丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）编码基因PMK1的缺失突变体进行表达谱分析，通过对Δznf1和Δpmk1中的差异表达基因进行比较，筛选受Znf1和Pmk1共同调控的基因，并与前人的研究数据比较，分析获得在稻瘟病菌附着胞发育阶段上调表达但在Δznf1和Δpmk1中同时下调表达的基因。【结果】与野生型Guy11相比，Δznf1中共有709个差异表达基因，其中上调表达的有299个，下调表达的有410个；GO功能富集分析显示差异表达基因归类到生物学过程、细胞组分和分子功能上的基因数目分别有118、299和308个；KEGG Pathway富集分析显示，这些差异表达基因主要参与代谢途径、次生代谢物质生物合成、甘油磷脂代谢等。一些已知的稻瘟病菌致病相关基因，如LPP3、HOX7、PBS2、MPG1等，在Δznf1中表达水平下调。与Δpmk1中差异表达基因比较发现，Δznf1中约56%的差异表达基因同时也受Pmk1调控。其中，编码isotrichodermin C-15羟化酶的3个基因MGG_03825、MGG_02329和MGG_08498，在Δznf1和Δpmk1中的表达水平均显著下调。此外，在附着胞阶段上调表达的48个基因，在Δznf1和Δpmk1中同时下调表达，表明这些与附着胞形成可能相关的基因直接或间接受Znf1和Pmk1调控。采用qRT-PCR方法随机检测10个基因的表达情况，结果与RNA-Seq数据基本一致，说明本试验RNA-Seq数据的可靠性。【结论】RNA-Seq 分析获得了受 Znf1调控的基因信息和可能的生物学功能。一些与稻瘟病菌致病相关的基因受Znf1调控。此外，与Pmk1类似，一些在附着胞阶段上调表达的基因也同时受Znf1调控。结果可为进一步研究Znf1下游基因调控网络提供信息。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王政逸	浙江大学农业与生物技术学院水稻生物学国家重点实验室	15	370	9.0	15.0
2	阙亚伟	浙江大学农业与生物技术学院水稻生物学国家重点实验室	2	8	1.0	2.0
3	岳晓凤	浙江大学农业与生物技术学院水稻生物学国家重点实验室	1	1	1.0	1.0