论文部分内容阅读
水稻是世界上主要的粮食作物之一,稻瘟病能引起水稻的大面积减产,甚至颗粒无收。水稻与稻瘟病的互作遵循基因对基因假说,即水稻抗稻瘟病基因(R)能够与稻瘟病无毒因子(AVR)互作,从而激活抗病过程。R基因介导的抗性为专化抗性,即携带R基因的品种释放若干年后会失去抗性。近几年研究表明,参与抗病通路的基因具有广谱抗性,对这些基因的研究不仅有助于理解水稻抗稻瘟病机制,更可为水稻育种提供有用的基因资源。栽培稻Katy及其快中子突变体M2354均含有抗稻瘟病基因Pi-ta,Katy对含有AVR-Pita基因的稻瘟病菌种表现抗病而M2354表现感病,说明突变基因完全阻断抗病信号的传递。我们以Katy和M2354为研究材料,利用RNA-seq技术筛选到686个在Katy中差异表达的基因(DEGs)和1057个在M2354中差异表达的基因。对这些差异基因进行功能注释发现Katy和M2354差异表达基因的功能基本相似,如激酶类、氧化还原酶、细胞色素P450、细胞受体蛋白类、转运蛋白、病程相关基因、糖类代谢、萜类和黄酮类合成、WRKY和MYB转录因子等。同时,我们也发现了一些特异性的DEGs,如M2354中的赤霉素受体和Katy中的NBS-LRR基因、RPM1基因等。DEGs在Katy中富集于18条通路上,在M2354中富集于21条通路上。其中,18条与Katy相同,特异性的3条通路为油菜素内酯合成、类胡萝卜素合成和抗坏血酸代谢途径中。利用Top Hat方法分别筛选到Katy和M2354中52个和101个可变剪切基因。以Loc_Os07g46852基因为例,用半定量PCR法验证了其接种后的基因表达情况。结果显示该基因在Katy中具有1或2种剪切方式,M2354中可能存在4种剪接方式,可变剪切的不同与接种后的时间相关。综上所述,本课题利用RNA-seq技术对Katy和M2354的基因表达模式进行了系统分析。为将来更深入揭示水稻抗病机制,培育抗性品种提供了可靠的实验依据和良好的理论基础。