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亚麻是我国西北部地区重要的油料作物。由于长期种植品种单一,造成亚麻抗病品种的抗性丧失,从而导致为害亚麻的枯萎病严重发生,已成为制约亚麻产量的一种重要病害。因此,挖掘筛选优质抗源,培育亚麻抗病品种成了生产上亟待解决的一个重要问题。本研究以山西亚麻抗病品种晋亚7号(R-7)和感病品种山西黄29(S-29)为研究对象,在幼苗根部接种尖孢镰孢菌亚麻专化型(Fusarium oxysporum f.sp.lini,Foln)后0.5 h、2 h和8 h取样,利用RNA-Seq技术,对互作后的亚麻幼苗进行早期转录组数据分析。同时,以亚麻抗感品种与Foln侵染互作后的抗逆生理指标为切入点,结合WGCNA进行模块分析,并对筛选到的抗性基因进行功能验证。为从基因水平揭示亚麻抗感品种与枯萎病菌互作的分子机制和抗病育种的分子设计提供理论依据。具体研究结果如下:1、亚麻抗感品种接种Foln后,从寄主表型实验验证供试的亚麻抗感品种对病原菌的致病性表现出明显差异,从显微形态观察实验发现在Foln胁迫下0.5 h~8 h,抗感品种根系周围的孢子数量有明显差异。为后续进一步研究亚麻抗感品种应对Foln胁迫的转录组分析、生理生化响应及抗病相关基因表达奠定理论和实践基础。2、亚麻抗感品种接种Foln后转录组分析发现:在8 h内与未接种对比出现大量差异表达基因(DEGs):感病品种S-29在接种Foln后0.5 h出现大量的差异表达基因,R-7则在2 hpi(host-pathogen interaction)出现;GO富集分析显示:亚麻抗病品种在抵抗尖孢镰孢菌侵染时富集较多的合成萜类化合物的基因,感病品种则主要有病程相关蛋白及细胞物质功能的基因。同时发现抗感病品种中防御反应通路出现显著差异,亚麻S-29在早期0.5 hpi后,MAPK信号通路、植物病原互作途径、苯丙素的生物合成、α-亚麻酸代谢4条通路的DEGs显著(P≦0.05)上调表达;R-7接种Foln 2 h后,植物光合作用天线蛋白、植物激素信号转导、雌激素信号通路3条通路中的DEGs显著上调表达。在R-7和S-29中DEGs表达数量较多的有3条主要通路:植物病原互作通路、植物激素信号传导通路和MAPK信号传导通路,且3条通路中的DEGs在R-7中的表达量均高于S-29中的表达量,R-7中有6个转录因子MYC2家族的基因持续表达,感病品种中共有11个基因持续表达;植物-病原互作途径中,WRKY 22和WRKY33,Hsp 90家族基因调控亚麻的抗病性;IRAK4和MEK调控MAPK信号传导通路;转录因子MYC2和转录因子TIFY蛋白质调控亚麻的JA代谢,CH3和ETR、ERS在植物激素信号转导中调控亚麻的抗性。同时,筛选出7个相关性较大的核心基因,其中Lus10025000.g和Lus10026447.g同时调控植物激素信号转导和MAPK信号通路。转录因子对调控亚麻对Foln的抗病反应起到了积极作用,b HLH和MYB家族与抗病品种的抗病反应呈正相关,而AP2/ERF、NAC和WRKY家族与亚麻的抗性反应呈负相关;5个转录因子家族的基因网络互作分析发现转录因子WRKY家族中Lus10003984.g、转录因子MYB家族中Lus10009263.g、转录因子b HLH家族中Lus10015902.g和Lus10006951.g为各转录因子家族的核心基因,调控基因互作网络中其它基因的表达。3、亚麻抗感品种接种Foln后,抗逆性生理发生了变化,其中MDA、MP的活性变化在S-29中均高于R-7;PAL、SOD、POD活性在R-7中均高于S-29;CAT的活性在亚麻抗感品种中均下调,O2-活性在抗感品种中变化不大。S-29接种Foln后还原性糖增加,而R-7的还原性糖则减少,R-7和S-29中的IAA氧化酶和PPO活性都低于对照值,且S-29的活性更低;在R-7中Vc氧化酶活性快速增加,S-29几乎不变。所以得出还原性糖减少,Vc氧化酶活性增加可提高植物的抗病性,病原菌侵染后IAA氧化酶和多酚氧化酶活性都降低。4、利用WGCNA对所测得的抗逆生理进行分析,得到8个与抗逆性生理生化相关的特异性基因模块,蓝色模块与POD、紫色模块与CAT、粉色模块与MDA的关联度较高;紫色模块和蓝色模块都富集到了氨基酸代谢和MAPK信号通路,粉色模块富集到植物病原互作途径;基因互作网络从3个高度关联的模块中筛选出Lus10003190.g、Lus10040664.g、Lus10014306.g、Lus10005553.g、Lus10036122.g和Lus10037357.g等6个核心基因。5、对筛选出Lus10003984.g编码的WRKY41的抗性基因,进行转拟南芥功能验证,试验发现过表达Lu WRKY41拟南芥植株和野生型植株接种Foln后,野生型植株表现出明显的发病症状,且过表达拟南芥的抗逆性生理指标均高于野生型,证实了Lu WRKY41在转拟南芥抗病性中起到了调控作用。本研究在早期短时间(0.5 h-8 h)内利用转录组技术探索亚麻-镰孢菌互作后的应激反应,明确了亚麻应对病原菌侵入的瞬时应急响应机制,同时,基于WGCNA技术筛选出与抗性表型相关的差异表达基因,通过转拟南芥进一步验证了Lu WRKY41具有调控抗枯萎病的功能。