Pilzgenom De Novo Sequenzierung fördert die Entdeckung und Forschung von pflanzenpathogenen Pilzen.

Die de-novo-Sequenzierung von Pilzgenomen ist eine Technologie, um die mikrobielle Genomsequenz von Grund auf ohne Referenzgenom zusammenzustellen, das Genom in Kombination mit Datenbanken zu annotieren und darauf basierende relevante nachgelagerte Analysen durchzuführen. Pilzgenom-Sequenzierung bietet starke Unterstützung für die Studie von Pilzen. Nach der Erfassung der gesamten Genomsequenz von Pilzen kann die Bioinformatik-Analyse-Technologie verwendet werden, um Genvorhersagen und funktionale Annotationen der Sequenz durchzuführen, was eine molekularbiologische Grundlage für die Untersuchung der spezifischen biologischen Eigenschaften von Pilzen (pathogenetische Mechanismen, Wirt-Interaktionsmechanismen, Stoffwechselmechanismen usw.) bieten kann. In Kombination mit vergleichenden Genomanalysen kann sie theoretische Leitlinien für die Untersuchung von Charaktervariationen, funktionalen Unterschieden und genetischen evolutionären Beziehungen zwischen Pilzen bereitstellen. Die gesamte Genomsequenzierung von Pilzen ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug für die Pilzgenomforschung geworden.

Vergleichendes Genom zeigt den Mechanismus der Pflanzenkrankheitsresistenz auf.

Reisbrand, verursacht durch den Ascomyceten-Erreger Magnaporthe oryzae, ist eine bedeutende Pilzkrankheit und stellt eine ständige Bedrohung für eine stabile Reisproduktion weltweit dar. Forscher identifizierten die Magnaporthe oryzae, Avirulenz-Effektor AvrPi9, der mit dem Reis-Brandresistenzgen Pi9 durch vergleichende Genomik von erforderlichen Stämmen, die aus einer sequenziellen Pflanzmethode abgeleitet wurden, korreliert. In dieser Studie wurde ein pathogener Stamm R01-1 ausgewählt, und ein nicht-toxischer Stamm R88-002, der der nächstverwandte Stamm zum pathogenen Stamm war, wurde ausgewählt. Die beiden Stämme wurden sequenziert und zusammengefügt, und vergleichende Genomik wurde verwendet, um die Kern-Gene zu finden, die mit der Pathogenese von Griseomycin assoziiert sind. Es wurde festgestellt, dass das AvrPi9-Gen in R01-1 eine Insertion einer Wiederholungssequenz aufwies, was zum Versagen des AvRPi9-vermittelten nicht-toxischen Mechanismus führte. RT-PCR zeigte, dass das AvrPi9-Gen in der frühen Phase der Infektion hoch exprimiert war, was darauf hinweist, dass das AvRPI9-Gen eine wichtige Rolle im Infektionsprozess spielte. Weitere Analysen zeigten auch, dass verschiedene AvrPi9-Genotypen mit spezifischen Virulenzmerkmalen der Stämme assoziiert waren. Diese Studie beschreibt die Isolation und Charakterisierung von Pilzen durch vergleichende Genomik und genetische Studien.

Die erste T2T-Chromosomen-niveau Genomassemblierung von Stagonospora tainanensis

Der sexuelle Morph Leptosphaeria taiwanensis Yen und Chi und seine asexuelle Morphologie Stagonospora tainanensis W. H. Hsieh ist ein wichtiger nekrotropher pilzlicher Pflanzenpathogen, der zu Blattkrankheiten bei Zuckerrohr führt, was zu Verlusten bei der Zuckerrübenmenge und dem Zuckergehalt in anfälligen Zuckerrohrsorten führt. Diese Studie verwendete Nanopore-Sequenzierung und Illumina-Sequenzierung zusammen, um eine nahezu telomer-zu-telomer Chromosomenebene Genomassemblierung und RNA-seq basierte Genannotierung dieses nekrotrophen Infektionspilzes abzuschließen. S. tainanensis Stamm StFZ01. Es kann ein präziseres Verständnis des Erregers und der pilzlichen Pathogenität bieten und eine Reihe von potenziellen Proteinen in der pilzlichen Pathogenese, wie Effektoren, bereitstellen. Dies ist somit vorteilhaft für die Entwicklung einer neuen Strategie zur Krankheitsbekämpfung und zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit von Zuckerrohr gegen Blattkrankheiten. Diese Studie präsentierte die erste T2T-Chromosomenebene-Genomassemblierung und hochqualitative Genannotation des pathogenen Pilzes. S. tainanensis Stamm StFZ01, das Blattbrand bei Zuckerrohr verursacht, integriert mit Nanopore-Sequenzierung und Illumina-Sequenzierung. Die gut annotierten Wiederholungen und Gene, wie CAZys und Effektoren, werden als Referenzgenom für die Entwicklung von artspezifischen molekularen Markern und die Identifizierung pathogenitätsbezogener Gene in der Zukunft dienen.

Aufregend ist, dass der Virulenzmechanismus pathogener Pilze auch auf der Grundlage vergleichender Genomik untersucht wurde. Die detaillierte Analyse vergleichender Genome, kombiniert mit anschließender ausreichender experimenteller Verifizierung, hat umfassend den Wirkmechanismus von Schlüsselengenen im pathogenen Prozess von Stämmen aus mehreren Perspektiven aufgezeigt. Zukünftige Sequenzierungen der Pilzgenomik werden uns weitere Geheimnisse enthüllen.

Referenzen:

1. Wu, Jun u. a. "Vergleichende Genomik identifiziert den Avirulenz-Effektor AvrPi9 von Magnaporthe oryzae, der die Pi9-vermittelte Blastresistenz in Reis auslöst." Der Neue Phytologe Bd. 206,4 (2015): 1463-75.
2. Xu, Fu u. a. "Die erste Telomer-zu-Telomer-Chromosomenebene Genomassemblierung von" Stagonospora tainanensis "Ursache für das Zuckerrohrblattsterben." Zeitschrift für Pilze (Basel, Schweiz) Bd. 8,10 1088. 16. Okt. 2022