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水生植物内生木霉物种多样性及分化研究

2020-12-08阅读(467)

水生植物内生木霉物种多样性及分化研究

论文摘要

木霉属Trichoderma（真菌子囊菌门粪壳菌纲肉座菌科）,通常栖息于土壤、树干表面以及某些植物组织内部,因其能产生纤维素酶、几丁质酶等系列水解酶和抗生素拮抗植物病原真菌,在工农业生产中被广泛应用。目前已报道300多个种,绝大多数都分离自土壤、腐木,少数几个种来自陆生植物内部组织,但水生植物内生的木霉还未见系统报道。本研究在调查西南地区水毛茛、穗花狐尾藻、竹叶眼子菜等水生植物内生木霉物种多样性的基础上,对该类特殊生境新种的高频出现机制进行了初步探索,具体是从交配型基因、碳源谱、碳水化合物相关基因、光对碳源利用的影响方面比较了水生木霉T.aquatica和其近缘种T.reesei、T.parareesei之间的差异。主要结果如下:1.从近两千个菌株中仅分离到Trichoderma菌株23株,结合形态学和基于核糖体内转录间隔区（ITS）、转录延长因子（TEF1）和RNA聚合酶大亚基（RPB2）三个基因的分子系统学分析,鉴定出已知种8个:T.atroviride,T.citrinoviride,T.harzianum,T.longibrachiatum,T.orientale,T.paraviridescens,T.spirale,T.tomentosum 新种 8 个:T.aquatica,T.pseudoasperelloides,T.paraviride,T.asymmetricum,T.inconspicuum,T.uncinatum,T.scorpioideum和T.tibetica。其中具有纤维素分解能力的Trichoderma占三分之一。2.T.aquatica 两株菌的的交配型基因是MAT1-1,因为菌株数量较少,只能初步推测T.aquatica的繁殖方式为无性繁殖。在MAT1-1-1位点上,T.aquatica与T.reesei和T.parareesei仅有两个位点的氨基酸发生了变异。3.采用Biolog FF MicroPlate 测试T.aquatica KS70和 KS76对94种基物的利用情况,以28 ℃黑暗条件下OD值0.4为限,KS70和KS76分别能利用38种碳源与66种碳源,而T.reesei和T.parareesei分别可利用66与63种碳源,可利用的碳源种类与数量要大于KS70,对于部分碳源种类的利用情况也与KS76存在一些差异。同时我们进一步检测了两株菌在28℃下光对生长的影响,结果显示:KS70和KS76分别在80种和68种碳源中生长时受到光的抑制,对于适合T.reesei和T.parareesei生长的40种碳源,KS70和KS76分别有34种和30种存在光抑制现象,而T.reesei和T.parareesei仅分别有11种和1种碳源存在光抑制现象。说明T.aquatica相较于其他两种光抑制现象发生得更加频繁。该结果说明了生境的改变导致T.aquatica对基物的利用能力与相近物种存在较大差异,也许是物种分化的原因之一。4.T.aquatica的核基因组约34 Mb,52%为重复序列,GC含量为59.2%,也略高于同属其它种,所含基因数量最少,仅7500左右,在进化过程中存在相当数量的基因丢失现象,高达69.7%。三个种共有6959个核心基因,而T.aquatica所特有的基因仅54个。六种碳水化合物活性酶相关基因共331个,其中微寄生相关的糖苷水解酶基因总数为197个,占基因总数的2.63%,在碳水化合物活性酶基因家族中占比最大,而T.reesei糖苷水解酶的数量仅占基因总数1.9%,说明T.aquutica寄生能力比T.reesei更强,这与T.aquatT.生存的环境相关。但水生植物内部是否是导致物种分化的直接因素需要更多的证据证明。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 Trichoderma的分类地位及经济价值
  •   1.2 Trichoderma分类研究的历史
  •   1.3 Trichoderma多样性的研究
  •   1.4 Trichoderma的分子系统学研究
  •   1.5 关于里氏木霉Trichoderma reesei以及拟里氏木霉Trichoderma parareesei的碳源利用情况
  •   1.6 Trichoderma进化过程中营养方式的比较基因组学
  • 第二章 实验材料与方法
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 主要实验器材
  •     2.1.2 实验试剂与药品
  •     2.1.3 实验样品采集信息
  •     2.1.4 培养基
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 实验样品的处理
  •     2.2.2 菌株的分离与纯化
  •     2.2.3 形态学鉴定
  •     2.2.4 分子系统学研究
  •     2.2.5 碳源谱分析
  •     2.2.6 基因组测序分析
  • 第三章 水生植物内生木霉的多样性研究
  •   3.1 水生植物内生木霉的分离情况
  •   3.2 基于3个基因的系统发育分析
  •   3.3 木霉形态学描述
  •     3.3.1 Trichoderma aquatica X.Du&Z.F.Yu, sp. nov
  •     3.3.2 Trichoderma pseudoasperelloides X. Du&Z.F.Yu, sp.nov
  •     3.3.3 Trichoderma paraviride X. Du&Z.FYu,sp.nov
  •     3.3.4 Trichoderma asymmetricum X. Du & Z. F. Yu, sp. nov
  •     3.3.5 Trichoderma inconspicuum X. Du & Z. F. Yu, sp. nov
  •     3.3.6 Trichoderma uncinatum X. Du & Z. F. Yu, sp. nov
  •     3.3.7 Trichoderma scorpioideum X. Du & Z. F. Yu, sp. nov
  •     3.3.8 Trichoderma tibetica X. Du & Z. F. Yu, sp. nov
  • 第四章 Trichoderma aquatica和近缘种的生理生化分析
  •   4.1 水生木霉Trichoderma aquatica与近缘种T.parareesei,T. reesei的分类学比较
  •   4.2 Trichoderma aquatica两株菌的碳源利用情况
  •     4.2.1 不同温度下Trichoderma aquatica KS70菌株的碳源利用情况
  •     4.2.2 光照对于KS70碳源利用的影响
  •     4.2.3 不同温度下Trichoderma aquatica KS76菌株的碳源利用情况
  •     4.2.4 光照对于KS76碳源利用的影响
  •     4.2.5 KS70和KS76菌株生理生化活性的比较
  •   4.3 Trichoderma aquatica的交配型基因初步分析
  • 第五章 Trichoderma aquatica与近缘种的基因组比较
  •   5.1 Trichoderma aquatica的基因组基本情况
  •   5.2 Trichoderma aquatica碳水化合物活性酶（CAZy）分析
  •   5.3 Trichoderma aquatica蛋白编码基因功能注释
  •     5.3.1 Trichoderma aquatica蛋白编码基因的GO注释
  •     5.3.2 Trichoderma aquatica蛋白编码基因的KOG注释
  •     5.3.3 Trichodrma aquatica蛋白编码基因的KEGG注释
  •   5.4 基于5228个单拷贝基因构建的系统发育树
  •   5.5 三个种共有基因数目分析
  •   5.6 基因家族扩张与收缩分析
  • 第六章 讨论与总结
  •   6.1 水生植物内生木霉的采样及鉴定
  •   6.2 T.reesei相近种的碳源利用情况
  •   6.3 Trichoderma aquatica基因组与其营养类型的关系
  • 附录
  • 参考文献
  • 硕士期间的科研成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 杜兴

    导师: 余泽芬

    关键词: 木霉,水生植物,系统学,物种多样性,分化

    来源: 云南大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 云南大学

    分类号: Q949.32

    总页数: 89

    文件大小: 7562K

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