利用转录组解析马铃薯抗青枯病机理

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzzwj
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马铃薯青枯病是世界范围内影响马铃薯产量和品质的细菌性土传病害,选育抗病品种是目前最有效的防治方法。本试验以‘华薯12号’、‘Chieftain’试管苗为材料,进行了青枯病抗性评价,以‘华薯12号’、‘陇薯7号’种薯为材料,钵栽接种并取样,对生理指标及酶活性进行测定,同时进行转录组测序和生物信息学分析,为马铃薯抗青枯病育种提供理论基础。主要研究结论如下:1.将带有EGFP荧光蛋白的载体电转入野生型演化型Ⅰ型青枯菌株P2中,得到带有EGFP荧光的菌株P2-Tac-EGFP,将其接种至‘华薯12号’和‘Chieftain’试管苗中进行抗性评价,计算‘华薯12号’病指相对值为76.67,表明‘华薯12号’为高抗青枯病的材料,‘Chieftain’为高感青枯病的材料;2.将野生型演化型Ⅰ型青枯菌株P2接种至‘华薯12号’和‘陇薯7号’种薯种植材料中进行抗病评价,计算‘华薯12号’病指相对值为92.03,结果证实‘华薯12号’为高抗青枯病的材料,‘陇薯7号’为高感青枯病的材料;3.接种青枯菌后的‘华薯12号’活性氧和木质素含量增幅大于‘陇薯7号’,且‘华薯12号’韧皮部筛管中存在大量胼胝体,且木质化组织产生强烈自身荧光,CAT酶活性表现为先下降后升高再下降,PAL、POD、SOD酶表现为先升高后下降,PPO酶表现为先下降后升高,表明SOD、CAT、POD、PAL和PPO等相关酶均在不同程度上参与了‘华薯12号’的抗青枯病反应。4.对未接种及接种青枯菌后24 h和48 h后的‘华薯12号’和‘陇薯7号’茎基部取样,进行转录组测序,共得到125.24 Gb Clean Data,将得到的Reads和参考基因组v4.03进行比对,在未接种和接种后24 h、48 h‘华薯12号’和‘陇薯7号’共同表达的差异基因有659个。通过差异表达基因分析,抗病和感病材料之间在接种青枯菌24 h后差异表达基因数最多;GO分析表明,‘华薯12号’在接种后24 h的二级功能与全基因背景存在较多明显差异,其他各比对组合的差异基因较多富集在非生物胁迫的生物学过程中;KEGG富集分析表明,‘华薯12号’和‘陇薯7号’接种后各时间点中主要富集在植物—病原体互作通路中;经过qRT-PCR验证结果表明转录组数据可信;通过对各差异基因组的转录因子预测结果表明AP2/ERF-ERF家族差异基因最多。
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