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蚕豆响应交链格孢侵染的转录组分析及VfPR4的抗病功能验证
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作者 王凡 刘陈玮 +2 位作者 陆红臣 徐仁超 卞晓春 《中国农业科学》 北大核心 2025年第22期4656-4672,共17页
【目的】叶斑病是限制蚕豆生产的一种新型真菌病害,交链格孢(Alternaria alternata)是其主要病原菌之一。本研究通过转录组分析和抗病基因功能验证,探讨蚕豆响应交链格孢侵染的分子途径。【方法】以蚕豆品种CD-006为试验材料,对接种交... 【目的】叶斑病是限制蚕豆生产的一种新型真菌病害,交链格孢(Alternaria alternata)是其主要病原菌之一。本研究通过转录组分析和抗病基因功能验证,探讨蚕豆响应交链格孢侵染的分子途径。【方法】以蚕豆品种CD-006为试验材料,对接种交链格孢后0、6、12和24 h的蚕豆叶片进行转录组测序,筛选差异表达基因(differentially expressed gene,DEG),并对其进行GO(gene ontology)功能注释和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)代谢通路富集分析,从而挖掘抗病相关基因。采用qRT-PCR(quantitative real-time PCR)验证转录组测序结果,从中筛选出VfPR4进行烟草的遗传转化,并通过有伤接种法完成VfPR4的抗病功能分析。【结果】侵染后6、12和24 h,蚕豆中分别有3537、3152和2947个差异基因上调表达,分别有1181、1453和1319个差异基因下调表达。GO分析发现差异基因主要富集于氧化还原酶活性和一些生物合成(代谢)过程,KEGG分析发现差异基因主要富集于次生代谢物的生物合成、苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成等途径。侵染后6 h,KEGG还富集于MAPK信号途径和植物-病原菌互作途径,这2条抗病通路共同富集了32个差异基因。转录组分析发现52个PR,其中35个基因差异表达。选取6个差异基因进行qRT-PCR验证,验证结果与转录组测序结果一致,其中VfPR4在交链格孢侵染后24 h内持续上调表达。烟草遗传转化结果表明,转基因烟草的病斑症状较轻,病斑面积分别为128.94、110.57和92.92 mm^(2),明显小于野生型病斑面积(174.32 mm^(2))。【结论】通过转录组分析,发现蚕豆可能主要通过氧化爆发、次生代谢物生物合成、苯丙烷生物合成、MAPK信号途径和植物-病原菌互作等途径响应交链格孢的侵染。VfPR4能够正向调控烟草对交链格孢的抗性。 展开更多
关键词 蚕豆 交链格孢 转录组 vfpr4 抗病功能
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