Details

Основная цель работы – идентификация потенциальных детерминант патогенности Fusarium oxysporum f.sp. lini – возбудителя фузариозного увядания льна. Заболевание снижает урожайность семян и качество волокна. Выведение устойчивых сортов затруднено из-за быстрой адаптации патогена и пластичности генома, обусловленного вариациями присутствия-отсутствия генов (PAV). Для достижения цели выполнены: сборка пангенома на основе 40 штаммов FO, поражающих лён, PAV-профилирование, выделение слабо- и сильно-вирулентных групп и анализ функционального обогащения. Геном фузариума подразделяется на две части, консервативную и вариабельную: первая отвечает за базовый метаболизм и жизнедеятельность, вторая содержит мобильные элементы и факторы вирулентности. Репертуары доменов сильной и слабой групп отличаются по функционалу и количеству эффекторов, что согласуется с различиями в вирулентности. Впервые на большой выборке штаммов F. oxysporum, специфичных ко льну, показана роль PAV-генов в патогенезе и функциональные категории, связанные с вирулентностью. Результаты могут быть использованы для дальнейшего анализа PAV-генов, участвующих в патогенезе, разработки молекулярных маркеров вирулентности и селекции устойчивых сортов льна. В работе использовались: пакеты Panoramic и Pankmer; программы APAV и BLAST; R-пакеты topGO и XGR; базы данных GO, Pfam и KEGG.

The main goal of this work is to identify potential pathogenicity determinants of Fusarium oxysporum f. sp. lini, the causal agent of Fusarium wilt of flax. The disease reduces seed yield and fiber quality. Breeding resistant cultivars is difficult due to the rapid adaptation of the pathogen and genome plasticity driven by presence-absence variations (PAV). To achieve this goal, pan-genome assembly based on 40 flax-infecting FO strains, PAV profiling, identification of low- and high-virulence groups, and functional enrichment analyses were performed. Fusarium genome consists of two subparts: conservative and variable: the former is responsible for basal metabolism and housekeeping functions, while the latter contains mobile elements and virulence factors. The domain repertoires of the high- and low-virulence groups differ in both functionality and the number of effectors, which is consistent with the differences in virulence. For the first time in a large collection of flax-specific F. oxysporum strains, the role of PAV genes in pathogenesis is demonstrated, and functional categories associated with virulence are identified. The results can be used for further analysis of PAV genes involved in pathogenesis, development of molecular virulence markers, and breeding of resistant flax varieties. The following tools and resources were used in this work: Panoramic and Pankmer packages; APAV and BLAST software; topGO and XGR R packages; GO, Pfam, and KEGG database.