芍药响应细极链格孢侵染的转录组分析

摘要：

[目的]芍药在生长发育过程中容易遭受病原菌侵染,感染病害,由细极链格孢(Alternaria tenuissima)引起的红斑病是其主要叶部病害,严重影响品质和产量,目前对芍药红斑病的抗病机理尚未清晰.本研究运用生理学和转录组学手段,探究芍药响应细极链格孢侵染的生理变化及分子途径.[方法]以芍药'大富贵'为试验材料,取A.tenuissima接种后12、24 和 96 h 的芍药叶片,测定其相关生理指标并进行转录组测序分析,以未接种叶片为对照.[结果]病原菌接种后,芍药叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性增强,可溶性糖与可溶性蛋白以及丙二醛(MDA)含量升高,脯氨酸含量降低.在A.tenuissima侵染芍药 12、24和96 h后,芍药分别有5 045、5 961 和 2 748 个差异表达基因上调,有 4 284、5 665 和 3 536 个差异表达基因下调.GO富集分析发现差异基因主要富集到部分生物合成和代谢过程、光合作用、信号转导和节律相关条目中.KEGG 富集分析显示差异基因主要富集到碳代谢、氨基酸的生物合成、植物-病原菌互作、植物激素信号转导、MAPK信号等通路中.3 条抗病通路(植物-病原菌互作、MAPK 信号和植物激素信号转导)中共同富集到53个差异基因,这些差异基因中包括1个MPK6、2 个PR1、4个MKK4/5和46 个BAK1.随机选取 9 个芍药响应细极链格孢侵染的差异表达基因进行 qRT-PCR 分析,基因表达规律与转录组测序结果一致,证实RNA-seq的准确性.AP2/ERF-ERF、WRKY、bHLH和MYB-related转录因子家族是芍药响应A.tenuissima侵染的关键转录因子家族.[结论]A.tenuissima侵染芍药后,芍药通过提高SOD、POD、CAT和PAL的活性提升抗氧化能力,清除病害胁迫所产生的大量活性氧,通过增加可溶性糖与可溶性蛋白的含量、降低脯氨酸的含量进行渗透调节保持细胞水分.BAK1、PR1、MKK4/5和MPK6在芍药响应A.tenuissima侵染过程中起到重要作用,推测PlERF20、PlERF1b、PlWRKY41、PlMYC4和PlMYB62是芍药响应A.tenuissima侵染的抗病相关转录因子.

关键词：芍药、细极链格孢、转录组学、生理指标、抗病通路

所属期刊栏目：57

分类号：S565.103;S667.2;Q93-335

资助基金：山东省自然科学基金;山东省重点研发计划;山东省林业改革发展资金专项

在线出版日期：2024-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：3035-3052