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cAMP抑制核盘菌菌核形成的差异基因表达分析

2024-01-05分类号:S432.44

【作者】吕蕊花   冯昭   吕瑞华   李依民   高静   彭亮   张岗
【部门】陕西中医药大学医学技术学院  陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室  
【摘要】【目的】探究核盘菌响应环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,c AMP)处理的转录组学特征,挖掘调控核盘菌菌核形成的关键基因,为靶向杀菌剂的研发提供参考。【方法】以接种在PDA培养基上生长至菌核原基形成时期的核盘菌作为CK1,开始形成黑色素时期的核盘菌作为CK2,以接种在PDA+5 mmol/L c AMP培养基上生长相同时间(5,7 d)的核盘菌作为试验组,依次命名为M1和M2,对这4组样品进行转录组测序(RNA-seq)比较,阐释c AMP影响菌核形成的调控途径,挖掘菌核原基及菌核黑色素形成中的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。【结果】外源添加的c AMP主要在M1前期影响胞内的c AMP含量。差异表达基因分析结果显示,M1和CK1之间共有681个差异表达基因;KEGG富集分析显示,这些基因主要参与各类氨基酸代谢、脂肪酸代谢、MAPK信号通路等,且通路中的大部分基因都呈上调表达模式,而MAPK及其下游作用因子钙调磷酸酶B亚基(calcineurin B subunit,Cn B)和热休克蛋白70(heat shock 70 ku protein,HSP70)则明显下调。M2和CK2之间共筛选到4 490个差异表达基因,主要参与各类氨基酸代谢、抗原加工提呈以及c AMP、MAPK等信号通路和自噬途径,通路中的大部分基因呈上调表达模式,且自噬相关因子ATG2、ATG20、ATG22、ATG23、ATG27和ATG29也大量上调表达,而与蛋白质和脂类合成相关的磷酸酶B(phosphatase B,PTPB)和酰基辅酶A氧化酶(acyl coenzyme A oxidase,ACO)的表达量则明显下调。在M1和M2时期,相关基因的q RT-PCR与RNA-seq差异表达分析结果趋势相同,说明转录组测序数据准确。【结论】核盘菌可通过吸收胞外高浓度的c AMP抑制菌核形成菌丝,其抑制作用主要通过影响相关蛋白质及脂类物质的合成而对菌丝形态及信号传递造成障碍。
【关键词】核盘菌  菌核形成  环磷酸腺苷  差异表达基因
【基金】陕西省自然科学基础研究计划项目(2021JQ-725);; 陕西中医药大学学科创新团队项目(2019-QN01)
【所属期刊栏目】西北农林科技大学学报(自然科学版)
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