引起芭蕉芋细菌性软腐病的玉米迪基氏菌(Dickeya zeae)CE1的全基因组序列及比较基因组学分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张景欣

作者： 张景欣;沈会芳;蒲小明;孙大元;杨祁云;林壁润

作者机构：

关键词： 玉米迪基氏菌;全基因组测序;比较基因组分析;不同寄主来源菌株;特异基因

期刊名称： 微生物学通报

ISSN： 0253-2654

年卷期： 2020 年 47 卷 011 期

页码： 3600-3613

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [背景]玉米迪基氏菌(Dickeya zeae)可引起香蕉、水稻等重要作物的细菌性软腐病,并造成巨大的损失.芭蕉芋抗性较好且与病虫害相关的报道很少,本研究团队首次报道了由D.zeae CE1引起的芭蕉芋细菌性软腐病.[目的]揭示CE1菌株的全基因组序列,并与同样来源于广东香蕉和水稻的D.zeae菌株作比较基因组学分析,初步探讨D.zeae种内不同病原细菌在与寄主互作过程中可能存在的遗传分化机制.[方法]采用三代测序结合二代测序对CE1菌株进行完整基因组测序,利用比较基因组学方法分析该菌株与香蕉和水稻菌株的进化关系和基因组特征差异.[结果]细菌基因组测序表明,CE1菌株的完整基因组大小为4 714 731 bp,注释预测到4 052个编码基因.与芭蕉芋和香蕉两个寄主亲缘关系类似,基因组比较分析发现来自芭蕉芋和香蕉的病菌菌株亲缘关系较近,它们在遗传进化上明显不同于水稻菌株.基因家族分析表明,编码重要致病因子如细菌分泌系统、鞭毛蛋白、胞外多糖、规律间隔成簇短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)等的基因簇在不同寄主间未表现明显分化.通过进一步分析发现,有80个基因是芭蕉芋和香蕉菌株所特有的,42个基因则是水稻菌株所特有的.在芭蕉芋和香蕉菌株的特异基因中,功能预测发现有2个基因簇分别与脂肪酸合成酶和群体感应相关;然而较多的水稻菌株特异基因则与碳水化合物转运和代谢相关,另外有一个水稻菌株特异基因簇存在于CRISPR的邻接位点.[结论]比较基因组学分析确定了芭蕉芋菌株和香蕉菌株、水稻菌株间的遗传亲缘关系,并发现了数个可能与不同类型寄主互作相关的基因位点,为D.zeae病原细菌侵染与香蕉、水稻等重要作物亲缘关系较为接近的不同作物提出风险预警.

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