青枯雷尔氏菌的遗传进化及其响应酸与低温胁迫的分子机制研究

发布时间：2022-09-27 18:51

　　青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）是世界十大植物病原细菌之一,因其寄主种类多、分布范围广且具有丰富的遗传多样性而被认为是一个多变的复合种。青枯雷尔氏菌种下具有丰富的多态性,包括表型多态性、寄生多态性、遗传多态性等,其基因组内部极大的变异可能性是其表现如此多态性的重要原因。烟草作为青枯雷尔氏菌的寄主之一,常受到青枯雷尔氏菌侵染危害。在我国,烟草种植面积广泛,跨越多个地理区域,其生长的气候、生态环境多种多样。而发生青枯病的烟区也较多,近年来,由于环境、气候、种植结构调整等方面的原因,该病的危害范围有逐渐向高纬度高海拔冷凉地区蔓延之势;并且,据报道在酸化区域该病害发生较为严重。但是,具体的非生物因子与菌株遗传进化及多态性的关系仍然不清楚,有待进一步探索。同时,菌株长期在酸环境或冷凉环境中会表现怎样的适应性,其适应性进化过程会有怎样的表型响应及分子机制尚需进行深入研究。基于此背景,本学位研究论文首先在全国14个种植区选取代表野生型菌株分析了菌株种下遗传多样性及进化情况,并以实验进化（experimental evolution）结合基因组重测序的方法具体分析了青枯雷尔... 

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1 青枯雷尔氏菌的多态性及与环境因子的关系
        1.1 青枯雷尔氏菌的多态性
        1.2 影响青枯雷尔氏菌生长及多态性的环境因子
        1.3 目前青枯病的主要防控对策及其缺陷
    2 青枯雷尔氏菌的遗传特性及进化机制
        2.1 青枯雷尔氏菌的基因组及致病调控网络分析
        2.2 青枯雷尔氏菌的进化机制
    3 进化及适应性的研究方法
        3.1 细菌自然群体的适应性研究
        3.2 实验进化—研究自然过程和分子功能的重要工具
        3.3 实验进化在青枯雷尔氏菌中的应用
    4 本研究的目的与意义
        4.1 研究的科学问题
        4.2 研究思路与总体框架
        4.3 技术路线
第二章 烟草青枯雷尔氏菌的遗传多样性及群体进化分析
    第一节 烟草青枯雷尔氏菌遗传多样性分析
        1 材料与方法
            1.1 供试菌株
            1.2 供试试剂及仪器
            1.3 实验方法
        2 结果与分析
            2.1 菌株egl扩增及序列变种分析
            2.2 序列变种与海拔区域的关系
            2.3 序列变种在不同植烟生态区的分布情况
        3 讨论
        4 小结
    第二节 烟草青枯雷尔氏菌基因组遗传进化分析
        1 材料与方法
            1.1 供试菌株
            1.2 菌株的重测序数据分析
            1.3 测序菌株的基因组分析
        2 结果与分析
            2.1 基于SNP的进化分析和群体结构分析
            2.2 基于SNP的进化分析与菌株序列变种的关系
            2.3 不同区域间菌株进化关系分析
            2.4 全国烟草青枯雷尔氏菌基因组受到阳性选择的基因情况
        3 讨论
        4 小结
第三章 酸与低温胁迫下青枯雷尔氏菌的适应性监测及响应特性评价
    第一节 青枯雷尔氏菌菌株的长期继代培养及适应性监测
        1 材料与方法
            1.1 供试菌株
            1.2 供试试剂及仪器
            1.3 长期继代培养实验设计
            1.4 长期继代培养过程菌株适应性监测方法
            1.5 数据分析
        2 结果与分析
            2.1 不同因子影响下原始青枯雷尔氏菌菌株的生长情况
            2.2 酸环境下菌株长期继代培养过程中的适应性监测
            2.3 相对低温环境下菌株长期继代培养过程中的适应性监测
        3 讨论
        4 小结
    第二节 青枯雷尔氏菌实验菌株适应胁迫后的响应特性评价
        1 材料与方法
            1.1 供试菌株
            1.2 供试试剂及仪器
            1.3 菌株基础特性评价方法
        2 结果与分析
            2.1 长期酸胁迫后青枯雷尔氏菌菌株的基础特性评价
            2.2 长期低温影响后青枯雷尔氏菌菌株的基础特性评价
        3 讨论
        4 小结
第四章 青枯雷尔氏菌响应酸及温度胁迫的分子机制研究
    第一节 青枯雷尔氏菌实验菌株响应胁迫后的基因组重测序分析
        1 材料与方法
            1.1 供试菌株
            1.2 供试试剂及仪器
            1.3 实验方法
        2 结果与分析
            2.1 青枯雷尔氏菌实验菌株基因组重测序基本信息
            2.2 青枯雷尔氏菌实验菌株基因组变异检测与分析
            2.3 青枯雷尔氏菌实验菌株变异基因筛选及注释
            2.4 青枯雷尔氏菌实验菌株变异基因序列验证
        3 讨论
        4 小结
    第二节 青枯雷尔氏菌响应胁迫关键基因的功能验证
        1 材料与方法
            1.1 供试材料
            1.2 供试试剂及仪器
            1.3 实验方法
            1.4 数据分析
        2 结果与分析
            2.1 缺失信号肽蛋白基因(spp)对青枯雷尔氏菌的影响
            2.2 缺失pehR对青枯雷尔氏菌菌株的影响
        3 讨论
        4 小结
第五章 青枯雷尔氏菌实验菌株对不同逆境的响应研究
    1 材料与方法
        1.1 供试菌株
        1.2 供试试剂及仪器
        1.3 实验方法
        1.4 数据分析
    2 结果与分析
        2.1 酸适应青枯雷尔氏菌实验菌株的温度适应性评价
        2.2 温度适应青枯雷尔氏菌实验菌株的贫瘠营养及酸适应性评价
        2.3 青枯雷尔氏菌适应胁迫后的药剂敏感性评价
    3 讨论
    4 小结
第六章 主要结果和结论、创新点及研究展望
    1 主要结果与结论
    2 创新点
    3 展望
参考文献
附录
    附表1 供试青枯雷尔氏菌菌株相关基础信息
    附表2 用于序列变种分析相关参考序列(egl)的菌株信息
    附表3 全国烟草青枯雷尔氏菌供试菌株基因组信息
    附表4 酸适应实验菌株的变异注释
    附表5 温度响应实验菌株的变异情况统计
致谢
在读期间发表论文及参加科研项目情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]植物医学的新概念——土壤免疫[J]. 丁伟,李石力.  植物医生. 2019(02)
[2]植物医学的新概念——生物屏障[J]. 丁伟,刘晓姣.  植物医生. 2019(01)
[3]土壤酸化及其调控研究进展[J]. 徐仁扣.  土壤. 2015(02)
[4]青枯菌三型分泌系统研究进展[J]. 张勇,李牧原,罗锋.  微生物学报. 2015(06)
[5]湖北恩施地区烟草青枯菌的生理分化研究[J]. 刘海龙,黎妍妍,严亚琴,郑露,李锡宏,黄俊斌.  中国烟草科学. 2014(05)
[6]增施矿质营养对烟草青枯病的控病效果及其作用机理[J]. 郑世燕,丁伟,杜根平,杨亮,刘晓姣,张永强.  中国农业科学. 2014(06)
[7]茄科作物青枯病研究进展[J]. 乔俊卿,陈志谊,刘邮洲,刘永锋,梁雪杰,张磊.  植物病理学报. 2013(01)
[8]福建烟草青枯菌演化型及生化变种鉴定研究[J]. 徐进,顾钢,潘哲超,吴畏,许景升,张昊,陈顺辉,冯洁.  中国烟草学报. 2010(06)
[9]基因组水平的插入和缺失变异研究进展[J]. 张阁,黄原.  生命科学. 2010(09)
[10]重庆地区烟草青枯病菌生理小种的初步鉴定[J]. 邹阳,肖崇刚.  烟草科技. 2008(05)

博士论文
[1]有机酸类根系分泌物影响烟草青枯病发生的机制研究[D]. 李石力.西南大学 2017

硕士论文
[1]青枯雷尔氏菌致病因子的分子特性及其调控研究[D]. 刘颖.西南大学 2017
[2]温湿度对烟草青枯病发生的影响及调控技术研究[D]. 刘宪臣.西南大学 2014



本文编号：3681424