利用轉錄基因體定序法分析西瓜抗蔓割病之分子機制

in Domestic Conference (poster summary), 國內研討會(摘要海報發表)
標題利用轉錄基因體定序法分析西瓜抗蔓割病之分子機制
出版類型國內研討會(摘要海報發表)
出版年度2014
AuthorsPi-Fang Linda Chang, 張碧芳, Ying-Hong Lin 林盈宏, Tao-Ho Chang 張道禾, Kan-Shu Chen 施淑蓮, Pei-Hsuan Chan 詹佩璇, Kan-Shu Chen 陳甘澍, & Jenn-Wen Huang 黃振文
會議名稱2014年科技部農業環境科學學門成果發表會
出版日期Sep 10 2014 12:0
會議地點台中
其他編號0000
中文摘要

鐮孢菌屬(Fusarium spp.)的植物病原菌在世界各地引起重要的作物病害,尤以尖鐮孢菌(F. oxysporum)造成的損失最為嚴重。對抗性機制深入了解一向是有害生物綜合管理的基礎。本研究計畫旨在利用全轉錄基因體定序法(whole transcriptome sequencing)分析抗感病西瓜與蔓割病菌(F. oxysporum f. sp. niveum,
Fon)之交互作用,試圖解釋西瓜抗蔓割病之抗病機制。本計畫以高通量基因定序法(high-throughput sequencing),進行抗感蔓割病西瓜於接種蔓割病菌時之全轉錄基因體分析,內容包括全轉錄基因體之 de novo 組裝(assembling)、基因功能性分析(functional gene annotation)、KEGG 代謝路徑分析(Kyoto
Encyclopedia of Gene and Genomes pathway analysis)等。於 JSB 抗病品系與 SB感病品種之 cDNA 庫(cDNA library)中,經 de novo 組裝後,總共分別組裝出 173,447 條與 181,886 條的序列組合片段(contigs)。上述序列組合片段分別可建構出含有 39,918(來自JSB cDNA 庫)與 41,819(來自SB cDNA 庫)條的單一基因(unigene)之全轉錄基因體資料庫(表一)。在比較抗感病西瓜莖基部基因組合之表現差異性中,JSB 抗病品系藉由上調?動 57 個重要抗病相關基因來表現抗病特性;反之,SB 感病品種則上調?動 456 個基因來因應 Fon的侵入。而在分別接種 Fon 之 JSB 和 SB 組合(JSB-I/SB-I)中有 426 基因表現有差異,其中有 12 個基因表現為上調,另外 414 個基因表現呈下調(表二),顯示 SB 感病品種可能無法只?動少數關鍵基因而浪費太多能量在表現許多其他基因,因而呈現感病反應。本研究進一步從 JSB 抗病品系的關鍵抗病基因中篩選出 7 個可能與西瓜抗蔓割病相關的候選基因(candidate genes)進行即時定量聚合?連鎖反應(real-time qPCR)分析(圖一),這些基因產物包括類黃酮(flavonoid)生合成相關酵素(flavanone 3-dioxygenase -like 與 flavonoid 3‘-monooxygenase-like)、轉錄因子(WRKY51-like 與 WRKY70)、病程相關蛋白(pathogenesis-related protein,PR 蛋白,包括 thaumatin-like 與 PAR-1a)及乙烯(ethylene,ET)合成酵素(ACC oxidase)。在分析抗感病品系(種)接種 Fon 後,比較不同時間點西瓜幼苗莖基部的基因表現,可知類黃酮生合成相關蛋白之基因可於接種後第 3 天(早期)及第 6 天(中期)表現,而轉錄因子、PR 蛋白及乙烯合成酵素等基因則在接種後第 3 天、第 6 天及第 9 天期間持續接力表現。然而這些基因在 JSB 抗病反應中是否扮演重要角色則有待後續的研究。此外,已利用農桿菌媒介轉殖法(ATMT,Agrobacterium tumefaciens
mediated transformation)將綠螢光蛋白基因轉殖入 Fon,目前已獲得 7 株轉殖菌株,後續將進一步分析這 7 株轉殖菌株對西瓜之致病力是否有差異,以取得和西瓜蔓割病菌致病力相關的基因(圖二)。

網址http://canr.nchu.edu.tw/DFLSWeb/Center/ExcerptIndex/ExcerptIndex.aspx
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