服务热线:025-85381280 / 18551854236
文献解读

集思慧远客户发表《转录组揭示柑橘采后感染青霉病机理》

发布日期:2020-01-04 浏览次数:937

       你喜欢吃柑橘吗?小编喜欢,冬天爸妈囤白菜,我在家囤橘子,奈何总有几个坏果存在本期我们就跟着老师来研究研究柑橘采后病害这个话题。柑橘在生长后期、收获运输和贮藏期间烂果现象十分普遍,据不完全统计,我国柑橘采后损失在20%~30%左右,其中侵染性病害造成的经济损失最为严重。

期刊:Microorganisms

IF=4.167


       指状青霉是引起柑橘采摘后损失的最重要的病原菌之一。探索其感染机制,对改善柑橘采后病的防治技术具有重要意义。本研究旨在通过转录组学测序和生物信息学分析,研究柑橘感染早期阶段指状青霉基因的表达变化,以探索其感染的分子机制。


材料与方法


       指状青霉菌培养:在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基(空白对照),25℃培养7天,收集孢子,用生理盐水调节浓度至1×106孢子/mL。

       水果:选用成熟度商业化、色泽大小相近、表面无机械损伤的柑橘果实。果实在0.1%(w/v)NaClO中浸泡2min,在自来水中漂洗,自然干燥,用于进一步的实验。

       样品制备:用无菌打孔器在柑橘赤道环均匀地形成三个伤口(3毫米宽×5毫米深)。指状青霉菌孢子悬浮液接种到每个伤口中,用透明聚乙烯包裹,以保持95%的相对湿度保存在25℃下。 接种44小时后从伤口收集组织样品(约3g)。 立即将其用液氮预冷,保存在-80°C下进行后续分析。准备在PDA培养基上培养后立即冷冻的指状青霉孢子(0时)作为对照。

       提取总RNA建库测序(各三个生物学重复)

       测序平台:Illumina HiSeq 2500;

       参考基因组:GCF_000315645.1_PdigPd1

       差异基因分析:|log2 (Fold change)| ≥ 1,FDR<0.05。

结果解读

1.RNA-Seq数据综述


       以| log2(Fold Change)|≥1和FDR<0.05为筛选标准,共鉴定出5363个基因为DEGs,其中2693个基因上调,2670个基因下调。以| log2(Fold Change)|≥5为筛选标准,共鉴定出240个基因为DEGs,其中166个基因表达上调,74个基因表达下调。


2. 差异基因聚类与功能富集




DEGs Go丰富分类

(A) RNA序列结果中所有基因和DEGs的Go分类;(B)关键Go项的分析;(C)关键Go项的TopGO分析


       GO的二级分类富集分析表明,DEGs分为15项细胞成分、11项分子功能和21项生物过程。其中,有18项terms(13个上调)差异率高于基本差异率(45.49% =∑DEGs/∑All gene),DEGs数大于10。进一步的topGO级别的分析是在几个更关注的term上执行的。结果表明,参与rRNA处理(GO:0000478)的内源性分裂中DEGs的上调表达率超过80%。

       KEGG聚类分析表明,环境信息处理、代谢、有机系统、细胞过程和遗传信息处理分别有41、481、7、110和316个 DEGs聚类。运输和分解代谢、翻译、氨基酸代谢、碳水化合物代谢和免疫系统作为下一级富集分类。结果表明,120个DEGs可分为13种氨基酸代谢途径,涉及18种不同氨基酸的降解和合成。作者发现了15种碳水化合物代谢途径,该途经一共有172个DEGs,其中大部分DEGs参与淀粉和蔗糖代谢以及糖酵解/糖生成等代谢途经。



3. 指状青霉感染过程中的关键差异基因分析


       在使用多个基因组数据库进行注释和富集分析之后,关注到一些关键DEGs,其主要参与孢子生长、CWDEs(植物病原菌中最常见的致病因子)、pH、铁转运、乙烯合成、抗氧化应激和效应反应。

指状青霉感染柑桔的机理示意图


4. qRT-PCR验证


       作者随机抽取20个DEGs进行qRT-PCR分析和验证,结果表明转录组分析结果是合理且准确的。


qRT-PCR和RNA-seq检测基因表达值的比较。

qRT-PCR:20个差异表达基因(DEGs)在qRT-PCR分析中的基因表达log2(Fold Change)值;RNA-seq:20个差异表达基因(DEGs)在RNA-seq分析中的基因表达log2(Fold Change)值;(A):线性关系;(B):数值比较;Duncan多程检验结果显示,不同字母列的数据有统计学意义(p<0.05)。


文章小结


       作者通过RNA-seq和生物信息学方法分析,揭示了柑桔初侵染过程中指状青霉基因表达变化。结果表明:与致病因素相关的基因,如细胞壁降解酶,乙烯,有机酸和效应因子,均显著上调。同时,与抗氧化和铁转运相关的基因也有不同程度的上调。从这项研究,展示了指状青霉在柑橘中感染机制的蓝图,在后续实验中,进一步验证本研究所鉴定的一些关键基因的功能,以确定它们在指状青霉感染过程中的作用。本研究为后续病理学研究提供了新的方向,为开发新的防治策略奠定了基础。到这里,柑橘转录组文章就完成啦,在老师的补充材料中详细展示了参与各反应的差异基因情况,感兴趣的老师可进一步研究。集思慧远可为大家提供完整的生物学服务链,真正实现全面组学分析、生理指标及分子实验一条龙,让您免去来回送样、检测、整合数据的繁琐步骤,从售前到售后提供最精准、全面、高效、便捷的科研技术服务。欢迎致电咨询:025-85381280。