松材线虫全基因序列测定、进化分析及防治药剂筛选

由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)引起的松材线虫病是我国林业重大的生物灾害。本研究以泰山松材线虫虫株 TS-1 为研究材料，通过全基因组序列测定和进化分析，明确了线虫大基因组特征及其进化关系，同时以环境友好型的生物制剂四霉素 B3 为实验材料，开展了防控药效的筛选，研究了药剂对松材线虫的作用机制，明确了线虫的作用特征和作用机制，研究结果对于明确松材线虫的全基因序列特征、系统进化及药剂筛选提供了依据。 通过高通量测序获得了一个高质量包含 6 条染色体的 75.2 M bp松材线虫全基因组序列。通过与 16个已报道不同来源线虫物种进行系统发育分析发现:(1)TS-1 与其他松材线虫虫株进化速率基本相同，与安徽虫株AMA3 进化水平最接近;(2)TS-1 显著扩张的基因家族主要富集到蛋白质水解、催化活性、磷酸盐等相关功能类目和通路;(3)种内共线性分析发现TS-1与Ka4C1存在良好的共线性关系，与AMA3存在明显的非共线性基因，非共线性基因富集分析到纤维素分解代谢过程、线粒体相关成分和纤维素活性等相关功能类目和通路;(4)共聚类基因家族中筛选获得松材线虫基因组中共有的 42 个特有基因家族，家族所含基因共142个。 药剂筛选发现不吸水链霉菌发酵产物的四霉素B3 对松材线虫 24、48 和 72 h的LC50 分别为 26.49、23.37 和 12.79 μg/mL.低浓度的四霉素B3 不仅显著抑制了松材线虫的取食和种群增长率，还增加了其ROS的产生和脂质积累;四霉素B3显著抑制SOD、POD活性和降低CYP450 含量;转录组和代谢组表明，四环素B3可显著影响松材线虫溶酶体、自噬-动物和脂质代谢相关基因的表达，同时可显著提高松树体内SOD和APX的活性及叶绿素含量以及诱导松树防御机制的相关基因表达。 本研究丰富了松材线虫基因组数据库，为明确松材线虫的进化特征、松材线虫的早期快速检测技术、防治药剂的筛选和防控靶点的挖掘提供了数据支持。