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五株捕食线虫真菌线粒体基因组的遗传多样性和进化

2020-12-08阅读(244)

五株捕食线虫真菌线粒体基因组的遗传多样性和进化

论文摘要

捕食线虫真菌是子囊菌门圆盘菌纲圆盘菌科圆盘菌属的无性阶段,其营养菌丝可以特化为各种精致的捕食器官（以下简称捕器）捕捉线虫。捕器的四种主要形式是三维菌网、粘球（有时伴有非收缩环）、粘性柱和收缩环。关于捕器的进化有多个假说,并联合多个核基因或在核基因组水平上有过研究,但从线粒体基因组水平研究捕器的进化还未见报道,同时各种捕器产生菌的线粒体基因组多样性也未进行过研究。本研究分别对产生三维菌网的弯孢节丛孢Arthrobotrys musiformis YMF 1.03753,产生粘球和非收缩环的长孢亚隔指孢Dactylellina leptospora YMF1.00042,产生粘性柱的柱捕亚隔指孢Dactylellina cionopagum YMF11.00569,产生收缩环的环捕德氏霉Drechslerellabrochopaga YMF 1.01829,不产捕器但亲缘关系极近的细孢隔指孢Dactylella tenuis YMF1.00469的线粒体基因组进行了测序、补gap、注释和物理图谱绘制,对捕食线虫真菌的线粒体基因组多样性进行了比较和分析,并从线粒体基因组水平揭示了捕器的进化。论文主要结果如下:1.五株真菌的线粒体基因组大小在184443-280699 bp之间,其中A.musiformis的最小,Dre.brochopag 的最大;Dre.brochopaga的内含子长度最长,185386bp,分布在68个内含子中,而A.musiformis的仅50个,内含子长度是影响基因组大小的主要因素;在蛋白编码基因的排列顺序上,除Dactylella tenuis的atp8位置不同外,其他四株菌的14个基因顺序有着高度的一致性,顺时针方向依次是:cox1,atp6,nad2,nad3,cox3,cob,nad4L,nad5,nad6,cox2,atp8,nad4,atp9,nad1;tRNA基因有共同的插入位点,分别是:cox1-rps3,nad3-cox3,nad4-atp9,rns-rnl,rnl-nad1,nad1-cox1,但在tRNA基因数量上显示出差异性;除A.musiformis外,nad4L基因与nad5基因有重叠序列,Dac.cionopaga和Dac.ptospora重叠部分序列为 ATGTACTTATTAA,Dactella tenuis 和Dre.brochopaga重叠部分序列为A。2.产生收缩环的Dre.brochopaga的atp9,cob,cox1,nad5,nad2蛋白编码基因与其他四株菌存在较大的差异。atp9和cob都在一区域处分别有14个和10个氨基酸缺失,cox1中在两个位点处分别有7个和20个氨基酸缺失,nad5也分别在两个位点处有49个和5个氨基酸缺失,而在nad2中有16个氨基酸的插入。为了验证这些差异在群体中是否存在和是否和捕器类型相关,在更多具不同捕器的菌株中比较了这些基因,仅发现nad2基因编码序列的差异来源于捕器的差异,推测该基因与收缩环捕捉线虫时细胞瞬间膨胀需要较多能量有关。3.联合14个蛋白编码基因,以子囊菌门中33种真菌进行系统发育学分析的结果显示,圆盘菌纲单独聚成一支,其中不产捕器的Dactylella tenuis位于基部,最早出现的分支是Dre.brochopaga,之后依次是产粘性柱的Dac.cionopagum,产生三维菌网的A.musiformis,而产生粘球的Dac.leptospora位于最末端,在捕器进化过程中是最晚出现的。该分析结果与核基因组所得结果基本一致,说明了在捕器进化过程中线粒体基因组和核基因组是协同进化的。4.通过对5株真菌的内含子数目的分析,发现了5株菌在nad4L,atp8,nad3,nad6,nad4和rps3内有相同数量的内含子,但A.musiformis在nad2内、Dac.Leptospor在cox2内、Dac.cionopaga在atp9内、Dactylella、tenuis在nad1内显示的与其他4株菌内含子数量上的差异性。在粘性捕器中,内含子数目有随着进化地位的提升而增加的趋势。特别是Dacrylella tenuis在nad1基因内不含有内含子,其他4株具有捕器的菌在该基因内有内含子,推测该内含子的出现与捕器的出现有一定关联性。可见内含子的出现与捕器的出现和进化密切相关。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 捕食性真菌及进化起源
  •     1.1.1 捕食线虫真菌及捕食器官
  •       1.1.1.1 捕食线虫真菌
  •       1.1.1.2 捕食线虫真菌捕器
  •       1.1.1.3 用于本研究的捕食线虫真菌物种及菌株简介
  •     1.1.2 捕食器官的进化介绍
  •       1.1.2.1 捕食细胞的进化
  •       1.1.2.2 粘性捕器的进化
  •       1.1.2.3 捕食性的进化
  •     1.1.3 圆盘菌科真菌捕食性的起源
  •       1.1.3.1 子囊菌门捕食性的进化
  •       1.1.3.2 圆盘菌科真菌捕食性的起源
  •   1.2 线粒体基因组进化研究进展
  •     1.2.1 线粒体简介
  •     1.2.2 真菌线粒体基因组
  •     1.2.3 真菌线粒体基因组进化研究进展
  • 第二章 材料及方法
  •   2.1 材料
  •     2.1.1 供试菌株
  •     2.1.2 实验试剂
  •     2.1.3 实验器材
  •     2.1.4 培养基
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 试剂的配制
  •     2.2.2 DNA提取
  •     2.2.3 测序及测序列分析
  •     2.2.4 设计引物补gap
  •     2.2.5 基因组注释
  •     2.2.6 全线粒体基因组圈图绘制
  •     2.2.7 系统发育分析
  •     2.2.8 线粒体基因组分析
  •     2.2.9 群体内验证
  • 第三章 结果与分析
  •   3.1 四株捕食线虫真菌线粒体基因组
  •     3.1.1 Dac.leptospora线粒体基因组基本信息
  •     3.1.2 Dactylella tenuis线粒体基因组基本信息
  •     3.1.3 Dac. cionopaga线粒体基因组基本信息
  •     3.1.4 Dre. brochopaga线粒体基因组基本信息
  •   3.2 五株菌线粒体基因组比较
  •     3.2.1 线粒体基因组碱基组成比较
  •     3.2.2 线粒体14个编码蛋白基因比对
  •     3.2.3 系统发生学分析
  •     3.2.4 内含子数量及位点比较分析
  • 第四章 全文总结与展望
  • 附录
  • 参考文献
  • 攻读研究生学位期间完成的科研成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 邓楚

    导师: 余泽芬

    关键词: 捕食线虫真菌,线粒体基因组,遗传多样性,进化

    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: Q933

    总页数: 99

    文件大小: 5880K

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