桑椹菌核病菌Ciboria carunculoides和Scleromitrula shiraiana的全基因组测序分析

【作者】 朱志贤； 于翠； 董朝霞； 莫荣利； 李勇； 邓文； 胡兴明；

【机构】 湖北省农业科学院经济作物研究所；

【摘要】 桑椹菌核病是主要由桑实杯盘菌Ciboria shiraiana、肉阜状杯盘菌Ciboria carunculoides和桑椹核地杖菌Scleromitrula shiraiana引起的果桑毁灭性病害,本研究旨在全面解析桑椹菌核病菌基因组序列,为病菌致病分子机制研究提供数据支撑,进而为科学防控该病害提供理论支持。将分离自恩施市的桑椹小粒型菌核病菌Lf3和赤壁市的桑椹缩小型菌核病菌Cb1-6-24,经单孢纯化后,在Illumina Hiseq2000二代测序平台和PacBio RSII三代测序平台进行全基因组测序,下机后的序列经过滤校正,使用SOAPdenovo v2.04和Canu Version 1.7对测序数据clean data进行组装,使用CEGMA v2.5和BUSCO v3.0评估组装的基因组质量,利用Maker2软件进行真菌的基因预测,,利用Barrnap v0.8和t RNAscan-SE v2.0软件对r RNA和t RNA进行预测,采用Repeatmasker软件识别与已知重复序列相似的序列,并对其进行分类。对预测得到的编码基因与5大数据库(NR库,swiss-prot库,Pfam库,COG数据库,GO数据库)进行比对进行功能注释。用碳水化合物活性酶数据库(Carbohydrate-Active enzymes,CAZy)分析CAZyme酶类。用病原与宿主互作数据库挖掘其毒力基因、分泌蛋基因和转运蛋白基因等。使用Othofinder软件对Lf3、Cb1-6-24、核盘菌1980 UF-70、灰霉B05.10基因家族进行分析,用interactivenn绘制同源基因家族韦恩图,用单拷贝同源基因蛋白序列来构建分子进化树。结果表明,C.carunculoides Lf3菌株的基因组大小为61.65 Mb,GC含量为45.14%,共有16,872个蛋白编码基因被预测出来,在这些预测的蛋白质中,分别编码820种分泌蛋白和16,052种非分泌蛋白;共鉴定出26,083 bp重复序列(0.04%);有10,927个可以注释到COG数据库(64.76%);有6,836(40.51%)可以注释到GO数据库;有3,124(18.52%)个可以注释到KEGG通路上;对其基因组中CAZyme进行分析发现,有149个糖苷水解酶基因,58个糖基转移酶基因,40个碳水化合物酯酶基因,62个辅助活性酶类,5个碳水化合物结合域蛋白,以及1个多糖裂解酶基因。S.shiraiana Cb1-6-24菌株的基因组大小为37.58Mb,GC含量为39.92%,共有10,823个蛋白编码基因被预测出来,在这些预测的蛋白质中,分别编码690种分泌蛋白和10,133种非分泌蛋白;共鉴定出10,724bp重复序列(0.03%);有7,829个可以注释到COG数据库(72.34%);有5,463(50.48%)可以注释到GO数据库;有4,006(37.01%)个可以注释到KEGG通路上;对其基因组中CAZyme进行分析发现,有161个糖苷水解酶基因,57个糖基转移酶基因,62个碳水化合物酯酶基因,84个辅助活性酶类,3个碳水化合物结合域蛋白,以及5个多糖裂解酶基因。将两者基因组与核盘菌和灰霉进行同源基因家族分析发现,Lf3有384个,Cb1-6-24有2199个特有基因家族。将Lf3和Cb1-6-24与其他11个真菌构建物种NJ系统发育树,Lf3与桃褐腐病菌的亲缘关系较近,Cb1-6-24单独聚为一个分支。更多还原