论文部分内容阅读
辣椒溶杆菌(Lysobacter capsici)X2-3是本实验室从小麦根际土壤中分离到的一株溶杆菌菌株。研究发现该菌株对多种病原真菌及卵菌具有很强的拮抗活性,说明其在农业的生物防治方面具有广阔的应用前景。为了解该菌基因组的序列特征,及与抗真菌作用相关基因(簇)的结构和功能特点,本研究利用高通量测序的方法,获取了该菌的全基因组序列,利用生物信息学方法对基因组整体特征及成分进行了初步分析,并且对其中存在的抗真菌物质的基因簇进行了序列分析和功能验证,获得了pks-nrps基因簇内部片段插入突变体,并对突变体进行了拮抗活性的检测。本文的研究结果如下:1、本研究采用Illumina高通量测序技术,对L.capsici X2-3的进行了全基因组测序。通过双端测序共获得5,931,492个读长,经拼接后,产生13个contigs,组装成3个scaffords,基因组大小为6,126,365 bp,测序平均深度为285倍,GC含量为66.79%。使用GeneMarkS软件共预测到5,117个基因,利用GO、KEGG、COG、NR等数据库分别对预测基因进行了注释和代谢通路分析。GO数据库注释结果显示,参与催化活性、代谢进程、细胞进程及结合功能的基因在数量上占有绝对优势;KEGG数据库注释结果表明,代谢涉及的基因数量最多,其次是参与环境信息处理和遗传信息处理涉及的基因,生物体系统基因数量所占的比例最少;COG数据库的功能分类结果表明,参与代谢的蛋白数目最多,其次是参与细胞进程与信号转导及信息存储与处理的蛋白。2、分析了L.capsici X2-3基因组中非核糖体多肽合成酶基因簇的序列。通过序列比对发现,基因组中共存在6个PKS(polyketide synthases)/NRPS(nonribosomal peptide synthetases)基因簇,使用软件PKS-NRPS Analysis对基因组中的PKS/N RPS基因簇进行了模块划分及结构域分析,使用软件NRPS predicor对所有NRPS模块的A结构域进行了底物特异性预测。3、利用重组载体pEX18GM通过同源重组的方法,获得了pks-nrps基因簇的内部片段插入突变体,并对突变体进行了拮抗活性检测。检测结果显示,插入位点位于结构域KS及A内部的突变体完全丧失了对真菌及卵菌的拮抗活性,而插入点位于结构域之间的突变体保持与野生型相同的拮抗活性,这表明,该基因簇负责催化抗真菌物质的生物合成。