水稻CO39品種及其5個近等基因系對稻瘟病感染應(yīng)答的轉(zhuǎn)錄組分析.pdf

1、水稻(Oryza sativa L.)是最重要的糧食作物之一，也是世界1/2以上人口的主食。但由真菌 Magnaporthe Oryzae侵染引起的稻瘟病可以造成水稻的大幅度減產(chǎn)，嚴(yán)重時甚至顆粒無收。水稻稻瘟病廣泛的分布在溫帶和熱帶水稻種植區(qū)。雖然對抗性基因的遺傳研究已經(jīng)進行了數(shù)十年，但選育出具有廣譜抗性的水稻新品種的研究仍未見報道。其重要原因是人們尚未完全了解稻瘟病菌對水稻的侵染機制。
　　本文以感病親本品種 CO39及其抗病近

2、等基因系 C101LAC、C101A51、C101PKT和 C105TTP-4L23（簡稱 CN-1、CN-2、CN-4a和 CN-4b）為材料，以稻瘟病菌高毒力生理小種 GUY11為脅迫因子，應(yīng)用 RNA-seq技術(shù)，分析稻瘟病菌 GUY11侵染下各NILs品種中的基因差異表達(dá)，取得如下研究結(jié)果。
　　1.基因差異表達(dá)分析表明在GUY11侵染24h，供試5個抗病NILs品種中的差異表達(dá)基因（DEGs）明顯多于感病親本 CO39，

3、且相同 DEG只有3個。而在侵染的48h下，供試6個品種相同差異表達(dá)基因的數(shù)量增多，說明不同水稻品種在 GUY11侵染24h時分子應(yīng)激的表現(xiàn)不同，到侵染的48h相同趨多，進一步反映是稻瘟病菌侵染24h是水稻應(yīng)激防御的關(guān)鍵期。
　　2. GO富集分析表明，在5個抗病NILs中的DEGs有16個共同的GO term富集，包括脅迫應(yīng)激、光合作用、次級代謝等。同時，在高抗品種 CN-4b的DEGs有82 isoforms,遠(yuǎn)多于其他4個N

4、ILs品種.而且也在CN-4b中發(fā)現(xiàn)了若干個起重要作用的上調(diào)表達(dá)基因，如LOC_Os04g56910.
　　3.對重要基因家族分析表明，GUY11侵染下感病親本 CO39中的WAK基因未見差異表達(dá)，但在5個 NILs中均檢測到 WAK基因的差異表達(dá)，這可能導(dǎo)致兩者間抗稻瘟病能力的差異。在 CO39和5個 NILs中均檢測到 WRKY基因的差異表達(dá)，這也說明WRKY基因家族功能的多樣性。在抗病的5個NILs中發(fā)現(xiàn)一些CO39所沒有的

5、差異表達(dá) WRKY。如在 CN-4b中檢測到 WRKY96的高表達(dá)，而且前人的研究也發(fā)現(xiàn)該基因的高表達(dá)與水稻抗病原菌侵染有關(guān)。同時差異表達(dá)基因的功能模塊分析表明，在5個NILs中 WRKY基因的共表達(dá)。但 CO39品種的一個 WRKY基因與 CPN1基因共表達(dá)，而CPN1會抑制CO39的防御能力。
　　本文研究結(jié)果表明稻瘟病菌侵染下，感病親本 CO39及其5個抗病 NILs中被誘導(dǎo)表達(dá)的基因數(shù)量、功能、共表達(dá)模塊等的不同，導(dǎo)致供試