Мережевий аналіз та створенння графів за темою "Взаємодія рослин та грибів"

Abstract

UA : Дана робота викладена на 79 сторінках друкованого тексту, містить 13 рисунків. Перелік посилань включає 70 джерел. Об’єктом дослідження є генетичні взаємодії між рослинами і грибами. Метою роботи є створення графу (мережі), що зображує генетичні взаємодії рослин і грибів, та проведення їх мережевого аналізу, а також дослідження генів цих взаємодій. Методи дослідження передбачають: веб-пошук і підготовку набору даних взаємодій патоген-хазяїн за участю певних генів; побудова мережі у вигляді графу на основі цих даних завдяки спеціальному програмному забезпеченню; аналіз створеної мережі в цій програмі. В результаті одержано мережу, що є орієнтованим графом, який має 209 вузлів, 6684 ребер і 22 спільноти. В аналізі використовувались властивості степенів вершин графу й сумісної належності до спільнот, які позначались різними розмірами і кольорами, відповідно. Найбільше взаємодій (1798) має гриб Fusarium graminearum, а найменше (1) — ряд організмів, зокрема рослина Raphanus sativus. Патогенну взаємодію F. graminearum з рослинами Triticum несуть гени GIV1-5, Gpmk1, PMK1, і сигналінг cAMP-PKA, Mgv1 та FgHog1. Мутант без PMK1 не має вірулентності й статевого розмноження. Патогенну взаємодію R. sativus з грибом Alternaria brassicicola несе ген AbNIK1. Без синтезу AbNIK1p у стійких до фунгіцидів A. brassicicola знижується конкурентноздатність, але не утворення конідії. Результати роботи можуть застосовуватись у подальших наукових дослідженнях, сільському господарстві, навчальній діяльності тощо.

EN : Presented on 79 pages of printed text, contains 13 figures. The list of references includes 70 sources. The object of research is genetic interactions between plants and fungi. The purpose of the study is to create a graph (network) depicting genetic interactions between plants and fungi, and to perform their network analysis, along with the study of genes involved in these interactions. The research methods include: web search and preparation of a dataset of pathogen-host interactions involving certain genes; building a network in the form of a graph based on these data using special software; analysis of the created network in this program. The result is a network that is an oriented graph with 209 nodes, 6684 edges and 22 communities. The analysis used the properties of graph vertex degrees and shared community belonging, which were denoted by different sizes and colours, respectively. The most interactions (1798) has the fungus Fusarium graminearum, and the fewest (1) — a few organisms, particularly the plant Raphanus sativus. The pathogenic interaction of F. graminearum with Triticum plants is mediated by the genes GIV1-5, Gpmk1, PMK1, and signalling of cAMP-PKA, Mgv1, and FgHog1. A mutant without PMK1 lacks virulence and sexual reproduction. The pathogenic interaction of R. sativus with the fungus Alternaria brassicicola is carried by the AbNIK1 gene. Without the synthesis of AbNIK1p, fungicide-resistant A. brassicicola has reduced competitiveness, but not conidia formation. The results of this work can be used in further scientific research, agriculture.