【摘 要】
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稻曲病（rice false smut）,是由稻曲病菌Ustilaginoidea virens（有性态Villosiclava virens）引起的水稻穗部病害。现今稻曲病在世界各个水稻产区均有发生,并且造成了严重经济损失。本文通过比较转录组的方法,对接种稻曲病菌YC11-6的抗感病水稻品种花器进行转录组测序,发现了水稻-病原物互作过程中基因水平的变化;并且对稻曲病菌毒素合成相关基因的功能进行了
【基金项目】
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国家自然科学基金项目31671970；
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稻曲病（rice false smut）,是由稻曲病菌Ustilaginoidea virens（有性态Villosiclava virens）引起的水稻穗部病害。现今稻曲病在世界各个水稻产区均有发生,并且造成了严重经济损失。本文通过比较转录组的方法,对接种稻曲病菌YC11-6的抗感病水稻品种花器进行转录组测序,发现了水稻-病原物互作过程中基因水平的变化;并且对稻曲病菌毒素合成相关基因的功能进行了初步研究,主要结果如下:1.花丝是水稻-稻曲病菌互作的重要部位。显微观察发现接种后的分生孢子在水稻穗苞中萌发,于第三天通过内外桴的缝隙,进入谷壳,接触到水稻的花器官;第五天,菌丝大量增殖,侵染柱头,缠绕花丝。通过对侵染过程的分析,取样时间确定为接种后0,3,5天。2.测序数据分析结果显示:六个文库测序中,分别得到了5800万到6200万读长。其中,90%-92%的读长可以比对到水稻参考基因组上,超过27000个水稻基因可以得到注释。差异表达基因分析可知抗性水稻IR28接种后第三天第五天分别有1977、2432个上调基因,1440、1648个下调基因;感病水稻晚籼98中有1505、2115个上调基因,1918、2436个下调基因。GO富集分析显示大多数基因富集在代谢过程,细胞过程,对刺激的反应中,并且富集在敏感水稻的基因数目要高于抗性水稻。接种后第三天,在抗感水稻中共发现了49个相反变化趋势的差异基因,其中20个在晚籼98中上调,IR28中下调;29个在晚籼98中下调,IR28中上调。接种后第五天,在抗感水稻中共发现了112个变化趋势相反的差异基因。3.一些基因家族可能在免疫反应中担当基础免疫的作用,即在抗感水稻中都起作用,比如,糖苷水解酶、几丁质酶、过氧化物酶等。WRKY转录因子通过调控抗性基因的表达来参与到免疫反应中。4.接种后第五天,稻曲病菌菌丝大量增殖,缠绕花丝,侵染柱头。测序数据检测到了2144个差异基因,IR28中,233个上调基因,103个下调基因。晚籼98中,940个上调基因,1130个下调基因。其中,晚籼98中,稻曲毒素A合成相关基因簇出现极为明显的上调表达。5.利用分割标记法对编码稻曲毒素A的前体基因进行敲除,得到一个敲除转化子Δust A＿4。与野生型JZ11-28相比,突变体的分生孢子萌发没有明显的差异。压力胁迫分析发现,Uv＿ust A基因的缺失增加了稻曲病菌对Na Cl,SDS,H2O2的耐受力,降低了对刚果红的耐受力,对山梨醇的耐受力没有影响。
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