辣椒疫霉病是危害辣椒生产最严重的病害之一。现有针对该病的防治手段,虽有一定效果,但不仅不够理想,还存在各种环境问题。利用植物内生菌来提高防治效率、减少环境污染已逐渐引起关注。前期实验已证明,两株可分泌ACC脱氨酶的内生菌DLJ1和SZ5,在萌发期接种均可以促进辣椒幼苗生长,提高辣椒产量;同时,DLJ1处理还能提高植株对辣椒疫霉病的抗性。本文利用RNA-seq技术,通过转录组比对,比较不同处理下植株基因表达的差异,分析两内生菌促生以及DLJ1促进植株对辣椒疫霉病抗性的内在机制。具体结果如下:首先确认DLJ1菌处理能够显著提高植株对辣椒疫霉病的抗性,而SZ5处理对植株抗性的影响较小。然后,将辣椒种子在萌发期分别接种DLJ1和SZ5,在幼苗期挑战接种辣椒疫霉,并在发病初期进行取材和转录组测序。测序质量良好,可用以进一步分析。比较没有挑战接种辣椒疫霉菌的三组植物的基因表达情况可见,两菌剂均促进了辣椒幼苗乙烯生物合成、信号转导、以及抗性相关基因的表达显著下调,但DLJ1处理组的变化幅度更大,这有利于植株将有限能量用于生长发育。此外,DLJ1处理还促进了植株抗氧化酶、病程相关蛋白和大量光合作用相关基因的表达上调,最终表现为其促生效应更为显著。未预接内生菌的对照组在接种辣椒疫霉菌后,乙烯信号转导因子和防御相关基因表达降低、光合相关基因表达提高。这表明,辣椒植株对辣椒疫霉病的抗性很小。DLJ1预接种组在遭遇辣椒疫霉菌侵袭时则是乙烯信号转导转录因子和抗性相关基因表达上调、光合相关基因表达下调。SZ5处理组抗性相关基因的表达上调与DLJ1处理组相似、幅度较小;但SZ5组的乙烯信号转导因子表达未见显著上调。qPCR实验验证了以上转录组分析结果。据此,将“DLJ1和SZ5促生与DLJ1提高植株对辣椒疫霉病抗性的可能机制”简要总结如下:DLJ1在萌发期接种导致幼苗抗性减弱,这既有利于内生菌定植,又有利于植株将有限能量用于提高光合性能,促进植物生长。SZ5也有类似作用,但涉及基因数和表达变化幅度相对较小,导致其促生作用相对较弱。当遭遇辣椒疫霉菌侵袭时,对照组和SZ5预处理组的抗性很小;DLJ1预处理组植株体内的“乙烯信号转导转录因子”基因表达迅速提高,进而带动一系列抗性相关基因表达,同时光合相关基因被抑制,植株抗病力增强。“乙烯信号转导转录因子”的表达上调可能是DLJ1提高植株对辣椒疫霉菌抗性的关键因子。