基于現(xiàn)代信息技術(shù)獲取與分析植物病理學(xué)數(shù)據(jù)——以果斑病菌和灰霉病菌為例.pdf

1、現(xiàn)代信息技術(shù)和基因測(cè)序技術(shù)飛速發(fā)展，以及兩者的緊密結(jié)合，使人們認(rèn)識(shí)生物學(xué)問(wèn)題的角度發(fā)生了很大變化，也為生物學(xué)研究提供了有力工具。本研究總結(jié)了現(xiàn)代信息技術(shù)在生物學(xué)數(shù)據(jù)管理和整合方面的進(jìn)展及前沿問(wèn)題。海量生物信息的管理需要利用規(guī)范的元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基因本體(Gene Ontology,GO)注釋生物學(xué)數(shù)據(jù)，使復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)能夠成為關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，以方便人類及計(jì)算機(jī)從全基因組出發(fā)檢索和分析已有的基因序列注釋信息，從中發(fā)現(xiàn)的新的知識(shí)。由于GO注釋還遠(yuǎn)未應(yīng)

2、用到科學(xué)文獻(xiàn)的出版中，為了能夠從迅速增長(zhǎng)的科學(xué)文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)，人們開(kāi)發(fā)了文本挖掘工具，并將文本挖掘到的基因和蛋白功能、互作關(guān)系用于新序列的注釋，產(chǎn)生了一系列綜合了GO注釋和文本挖掘技術(shù)的、新型的檢索和分析軟件工具，為生物學(xué)研究提供了新的角度和方法，使研究者可以站在全基因組的角度、從人類全部已知的研究成果為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。本課題以瓜類果斑病菌Ⅱ型分泌系統(tǒng)(T2SS)分析和灰霉病生物防治專利分析為例，旨在證明現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)植物病理學(xué)

3、研究的重要性。
　　細(xì)菌性果斑病是嚴(yán)重威脅瓜類生產(chǎn)的檢疫性病害，帶菌種子是其主要侵染來(lái)源。已有的研究結(jié)果表明:細(xì)菌的主要毒力因子T2SS與細(xì)菌在發(fā)芽種子和幼苗中的定殖與轉(zhuǎn)移關(guān)系密切。本研究利用KEGG和STRING數(shù)據(jù)庫(kù)分析比較了果斑病菌和主要植物病原細(xì)菌T2SS基因的組成;收集了有試驗(yàn)證據(jù)的植物病原細(xì)菌T2SS分泌蛋白的序列信息，并與已測(cè)序并經(jīng)注釋的果斑病菌AAC00-1菌株基因組進(jìn)行序列比對(duì)，篩選出候選的果斑病菌T2SS分泌蛋

4、白。通過(guò)對(duì)篩選出的分泌蛋白的信號(hào)肽、代謝通路、蛋白互作網(wǎng)絡(luò)及在植物細(xì)胞的定位進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)了部分分泌蛋白的生物學(xué)功能，為進(jìn)一步研究果斑病菌從種子到幼苗的定殖和傳播分子機(jī)制提供了有價(jià)值的信息。
　　灰葡萄孢引起的灰霉病是生產(chǎn)上的一類重要病害。這一病原具有寄主廣泛、易對(duì)化學(xué)殺菌劑產(chǎn)生抗藥性等特點(diǎn)。生物防治是目前灰霉病害防治的研究熱點(diǎn)。本研究利用DⅡ?qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)檢索了灰霉病生物防治專利文獻(xiàn)。分析表明:灰霉病生物防治專利中記錄的生防制劑來(lái)源

5、非常廣泛，涉及植物、真菌、放線菌、細(xì)菌、昆蟲(chóng)及高分子化合物。生防制劑的成分有單一的微生物菌株、多種微生物組合、從植物或微生物中提取的抗生物質(zhì)、生防菌株與化學(xué)增效物質(zhì)組配等多種形式?；颐共∩锓乐螌＠哂蟹揽鼗颐共〉男Ч?，可以防控多種植物病原真菌、細(xì)菌和病毒，甚至可防治蟲(chóng)害和雜草，并具有提高植物抗性、促進(jìn)植物生長(zhǎng)等作用，可應(yīng)用于蔬菜、水果、大田作物的生產(chǎn)和儲(chǔ)藏保鮮等領(lǐng)域。通過(guò)專利分析可以跟蹤灰霉病生物防治的行業(yè)進(jìn)展，為研發(fā)灰霉病生防制