2017-02-17
蕓薹根(gen)腫(zhong)菌(Plasmodiophora brassicae)， 根(gen)腫(zhong)菌綱根(gen)腫(zhong)菌屬，營(ying)寄生(sheng)生(sheng)活，是十(shi)(shi)(shi)字(zi)花(hua)科植(zhi)物的(de)一種致病性病原(yuan)菌。蕓薹(tai)根(gen)腫(zhong)菌侵(qin)染油菜等十(shi)(shi)(shi)字(zi)花(hua)科植(zhi)物根(gen)毛，導(dao)致根(gen)部(bu)(bu)(bu)薄壁細胞增生(sheng)形成腫(zhong)瘤，使根(gen)系不(bu)能正常吸收營(ying)養，導(dao)致地上部(bu)(bu)(bu)分生(sheng)長(chang)緩慢，根(gen)瘤膨大甚至腐爛，嚴重(zhong)影響(xiang)作物的(de)品質和產(chan)量。該病發現(xian)于地中海西岸和歐洲南部(bu)(bu)(bu)，目前該病害在全世界60多個國(guo)家和地區均有發生(sheng)，造成十(shi)(shi)(shi)字(zi)花(hua)科蔬菜10-15%的(de)減產(chan)。
先前關于蕓薹根腫菌的研究多集中在種系鑒定、生理代謝等方面。Scientific Reports雜志于近期發表一篇題為Integrated omics study of lipid droplets from Plasmodiophora brassicae的文章，首次采用多組學結合的研究方法探究了蕓薹根腫菌中脂質滴形成的分子機制。
研究中發(fa)現(xian)(xian)在蕓薹根(gen)(gen)腫(zhong)菌(jun)(jun)的(de)(de)休眠孢子(zi)(zi)中存(cun)在脂(zhi)質滴(di)。其(qi)中295個脂(zhi)質滴(di)相(xiang)關的(de)(de)基(ji)因(yin)(yin)(yin)被(bei)分成9個類別。轉(zhuan)錄組分析三種不同孢子(zi)(zi)階段(duan)的(de)(de)基(ji)因(yin)(yin)(yin)發(fa)現(xian)(xian)基(ji)因(yin)(yin)(yin)表達模(mo)式(shi)不同。GO富(fu)集分析顯(xian)示(shi)那些與(yu)脂(zhi)質滴(di)相(xiang)關的(de)(de)基(ji)因(yin)(yin)(yin)主要參與(yu)生(sheng)物(wu)合成和新陳(chen)代(dai)謝；富(fu)集到KEGG代(dai)謝通路的(de)(de)有3390個基(ji)因(yin)(yin)(yin)，其(qi)中167個基(ji)因(yin)(yin)(yin)與(yu)脂(zhi)類代(dai)謝有關。轉(zhuan)錄組分析顯(xian)示(shi)162個涉(she)及脂(zhi)類代(dai)謝的(de)(de)基(ji)因(yin)(yin)(yin)有表達差(cha)異。此次(ci)的(de)(de)組學研究是第一次(ci)探討蕓薹根(gen)(gen)腫(zhong)菌(jun)(jun)中的(de)(de)脂(zhi)質滴(di)細胞(bao)器(qi)，為研究原生(sheng)生(sheng)物(wu)中脂(zhi)質滴(di)提供一個參考資(zi)源(yuan)。
為(wei)研究(jiu)參與(yu)脂(zhi)質滴合成的(de)基因(yin)，對成熟的(de)休眠孢子（RS）、宿(su)主根部洗出(chu)液(ye)中(zhong)的(de)發(fa)芽(ya)孢子（GS）和感染中(zhong)的(de)孢子（CI）進(jin)行(xing)轉(zhuan)錄(lu)(lu)組(zu)測序分(fen)析。隨(sui)機選取12個參與(yu)脂(zhi)質代謝(xie)途徑的(de)表(biao)(biao)達差(cha)異(yi)基因(yin)進(jin)行(xing)qRT-PCR驗證，發(fa)現其中(zhong)有10個基因(yin)表(biao)(biao)現出(chu)與(yu)轉(zhuan)錄(lu)(lu)組(zu)分(fen)析相似(si)的(de)表(biao)(biao)達趨勢。
轉(zhuan)錄組(zu)分析脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)滴(di)(di)(di)基因顯(xian)示，RS樣(yang)品(pin)與(yu)(yu)GS樣(yang)本(ben)(ben)中(zhong)(zhong)表(biao)達模式比較(jiao)相似，但都與(yu)(yu)CI樣(yang)本(ben)(ben)不(bu)同，說(shuo)明(ming)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)滴(di)(di)(di)相關基因對CI樣(yang)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)影響(xiang)大于(yu)對GS樣(yang)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)影響(xiang)。CI和(he)(he)RS以及CI和(he)(he)GS組(zu)間比較(jiao)得(de)到(dao)顯(xian)著上下調的(de)(de)(de)基因數量(liang)高(gao)于(yu)GS和(he)(he)RS組(zu)間比較(jiao)的(de)(de)(de)，說(shuo)明(ming)在CI樣(yang)本(ben)(ben)時期代謝(xie)過程被加速。對與(yu)(yu)原生(sheng)生(sheng)物(wu)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)滴(di)(di)(di)相關的(de)(de)(de)基因進(jin)(jin)行GO富集分析發現，79個參與(yu)(yu)了生(sheng)物(wu)進(jin)(jin)程，154個參與(yu)(yu)代謝(xie)過程。將蕓薹(tai)根腫(zhong)菌(jun)中(zhong)(zhong)與(yu)(yu)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)滴(di)(di)(di)相關的(de)(de)(de)基因根據預測功能和(he)(he)位(wei)置分成8大類，數據顯(xian)示蕓薹(tai)根腫(zhong)菌(jun)脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)滴(di)(di)(di)相關的(de)(de)(de)基因可能在脂(zhi)肪滴(di)(di)(di)與(yu)(yu)內質(zhi)(zhi)(zhi)網、線粒體(ti)、過氧物(wu)酶體(ti)細(xi)胞核(he)、囊泡、細(xi)胞質(zhi)(zhi)(zhi)膜和(he)(he)核(he)糖體(ti)關系(xi)中(zhong)(zhong)扮演重(zhong)要角色(se)。
脂類是所有生物系統(tong)的基礎，是重(zhong)要的能量來(lai)源。相信(xin)通過對(dui)蕓薹根腫菌轉錄組和脂質滴(di)蛋白組學(xue)研究成果可以為了解原生生物脂質滴(di)提供很好的起點。
本研(yan)(yan)究(jiu)由(you)華中農業大學農業微生(sheng)物(wu)學國家(jia)重點(dian)實驗室姜道宏教(jiao)授課題組(zu)完(wan)成(cheng)，該研(yan)(yan)究(jiu)的高通量(liang)測序工作由(you)上海派森諾生(sheng)物(wu)科技股(gu)份有(you)限公司完(wan)成(cheng)。
