水稻-稻瘟菌蛋白質互作網(wǎng)絡的構建與分析.pdf

1、稻瘟病是水稻（Oryza sativaL.）三種最常見的病害之一，由稻瘟病菌（Magnaporthe Grisea）侵染引起，在全世界范圍內每年大約造成15％的水稻產量損失。根據(jù)基因--基因的作用原理，稻瘟菌與水稻跨物種間的蛋白質-蛋白質互作可能在稻瘟菌侵染水稻的過程中發(fā)揮重要作用。本文首先構建一個跨物種間蛋白質-蛋白質的互作數(shù)據(jù)庫，然后應用同源關系、互作結構域和蛋白質功能的策略建立水稻-稻瘟菌的跨物種蛋白質互作網(wǎng)絡，最后分析了在互作網(wǎng)

2、絡中稻瘟病蛋白質對水稻各個代謝途徑的影響機制，主要研究結果如下。
　　1.水稻-稻瘟菌間蛋白質互作對的預測。利用 Interolog、Domain-Domain、參與互作稻瘟病蛋白質的類型三個角度預測水稻-稻瘟菌間蛋白質的互作，建立了水稻-稻瘟菌間蛋白質的互作網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡包含27個稻瘟菌蛋白質和236個水稻蛋白質，它們之間產生523個的互作對。其中來自稻瘟菌的蛋白質在該互作網(wǎng)絡中的平均連接度為19.37，高于來自水稻的蛋白質的連接

3、度（2.22）。表明來自稻瘟菌的蛋白質在水稻-稻瘟菌間蛋白質-蛋白質互作網(wǎng)絡中起重要作用。
　　2.水稻-稻瘟菌間蛋白質互作網(wǎng)絡的評估。通過構建隨機互作網(wǎng)絡及支持向量機（SVM）分類策略，對上述獲得的水稻-稻瘟菌間蛋白質互作網(wǎng)絡進行評價。結果表明與1000個隨機互作網(wǎng)絡相比，上述構建的水稻-稻瘟菌間蛋白質互作網(wǎng)絡顯著富集了稻瘟菌的致病基因，其P值<0.0001。用SVM分類器對互作網(wǎng)絡進行試分類，在十乘交叉驗證時，分類的準確率達到

4、93.85%，獨立測試驗證時的分類準確率達到84.67%。表明上述構建的水稻-稻瘟病菌間蛋白質互作網(wǎng)絡能準確描述稻瘟菌的侵染機制。
　　3.水稻-稻瘟菌間蛋白質互作網(wǎng)絡的GO分析。對上述驗證獲得的水稻-稻瘟菌間蛋白質的互作網(wǎng)絡進行功能分割，獲得228個大小不一的互作模塊，其中最大的互作主要模塊有3684個節(jié)點。GO功能注釋分析表明這些模塊參與不同的代謝過程，其中在稻瘟菌蛋白質的互作因子中，有10個水稻蛋白質在水稻多個代謝途徑中起到

5、節(jié)點作用。
　　4.水稻-稻瘟病菌蛋白質互作網(wǎng)絡的功能分析。下載三種病原，包括稻瘟菌、條紋病毒和清枯菌，侵染下水稻葉片的基因表達芯片數(shù)據(jù)，分析上述獲得的調控模塊在不同病原侵染下的作用機制。結果表明在三種不同病原侵染過程中共同的主調控因子有150個，其中泛素蛋白質酶途徑（Ubiquitin proteasome pathway）在三種侵染狀態(tài)下的水稻中都得到了富集，細胞凋亡信號途徑（ Apoptosis signaling path