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烟草青枯菌FQY_4基因组中原噬菌体生物信息学分析获进展(图)

2015年04月17日 来源:烟草在线据云南烟叶信息网站报道 作者:黄学跃
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  烟草在线据云南烟叶信息网站报道  噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒,噬菌体无处不在,几乎所有的细菌都可能被噬菌体侵蚀,包括引起农作物细菌性病害的土传性病原菌。细菌中的原噬菌体在一定条件下可以被诱导,形成有侵染能力的噬菌体。贵州省烟草科学研究院蔡刘体研究组在分析烟草青枯菌FQY_4基因组中原噬菌体生物信息学中发现,烟草青枯菌FQY_4基因组中原噬菌体-2具有典型噬菌体的特征,与对青枯菌有侵蚀裂解能力的噬菌体RSA1具较高同源性。该研究认为,研究有效诱导方法把原噬菌体-2诱导成对烟草青枯菌具有侵蚀性的噬菌体,利用原噬菌体-2和噬菌体RSA1的序列信息特征从植烟土壤或其它环境中筛选对烟草青枯菌具有侵蚀性的噬菌体,对于利用烟草青枯菌噬菌体建立烟草青枯病的生物防控策略具有重要意义。该成果发表在2月28日刊发在2015年《中国烟草学报》第1期上。

  随着基因组测序技术的不断发展,自青枯菌GMI1000基因组测序完成之后,越来越多的青枯菌株系包括烟草青枯菌株系Y45和FQY_4的全基因组测序工作已经完成。Askora等从复杂种青枯菌株系中发现两株噬菌体RSM3和RSM4,这两株噬菌体的相关性非常近,但与丝状体噬菌体不同,青枯菌株系MAFF30139的基因组中有RSM3噬菌体的前体,能通过PCR和转化的方式使它反转成有侵蚀能力的噬菌体。通过序列比较分析显示,除了编码未知蛋白的读码框(ORF2)和编码决定宿主范围的吸附蛋白外,噬菌体RSM3和RSM1的核酸序列具有高度的保守性,被噬菌体RSM1和RSM3侵染后的青枯菌细胞,其群体聚合力增强,且青枯菌细菌对其宿主番茄的致病能力降低。但烟草青枯菌基因组中原噬菌体的研究未见报道。

  为了解青枯菌基因组中原噬菌体和噬菌体元件的信息,该研究组在烟草青枯菌FQY_4全基因组序列的基础上,分析了FQY_4染色体上的原噬菌体。结果显示,FQY_4染色体上有1个具有完整噬菌体特征的原噬菌体,3个噬菌体元件。比较青枯菌GMI1000和FQY_4中的原噬菌体的序列信息结果显示,它们具有一定的相似性,其中,青枯菌FQY_4的原噬菌体-2与噬菌体RSA1的相似度达82%,它们有40个编码基因高度同源,相似度达99%以上。这些信息为青枯菌原噬菌体的多样性分析,噬菌体和青枯菌的协同进化,以及从青枯菌基因组中诱导和从植烟土壤环境中筛选对烟草青枯菌具有侵蚀能力的噬菌体研究奠定了基础。

注:箭头所示为原噬菌体及元件位置,其中原噬菌体-2为完整的原噬菌体。

图1 青枯菌FQY_4染色体中原噬菌体位置分布

注:Lysis:裂解;Terminase:末端酶;Portal:侵入区;Protease:蛋白酶;Coat:外壳(Coa);Tail shaft:尾轴(sha);Attachmentsite:附着点(att);Intergrase:整合酶;Other phage-likeprotein:其它类噬菌体蛋白(PLP);Hypotheticalprotein:推定蛋白(HyP);Ohter:其它;Transposase:转座酶(Tra);Tailfiber:尾丝(fib);Plate:尾板(Pla);tRNA:转运核糖核酸)。

图2 青枯菌FQY_4染色体的Prophage_2编码基因示意图

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