侵染抗/感病香蕉品种重分菌FocTR4的转录组测序及lncRNA差异表达分析OA

RNA-seq转录组测序分析侵染香蕉抗/感病品种后的Foc TR4重分菌中差异表达的lncRNA和mRNA,为阐明Foc TR4侵染香蕉的致病机制提供理论依据。以侵染香蕉抗/感病品种发病植株的球茎组织在PDA中重新长出的Foc TR4重分菌为处理组,以PDA纯培养的Foc TR4菌体为对照,提取总RNA进行RNA-seq转录组测序;绘制差异lncRNA、mRNA热图和火山图,lncRNA以其上下游50 kb以内的mRNA作为顺式靶标,以表达量相关性系数大于0.9的mRNA作为反式靶标;以差异表达mRNAs和lncRNAs靶标基因分别进行KEGG信号通路和GO功能聚类分析;以京都基因与基因组百科全书KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)信号通路中差异表达显著的mRNAs序列以及相应的lncRNAs序列为模板,设计引物进行qRT-PCR检测,并对lncRNAs与其靶标基因进行表达模式关联分析。结果显示:接种抗病品种宝岛蕉重分菌T2组(Bd/Foc TR4)和感病品种巴西蕉重分菌T1组(Bx/Foc TR4)间,T2抗病组中有420个lncRNAs上调和206个lncRNAs下调表达,有1785个mRNAs上调和865个mRNAs下调表达;差异表达的lncRNA靶标基因和差异表达的mRNAs的GO富集显示,大部分富集在细胞组成部分、细胞器、细胞器组成部分、细胞过程、代谢过程、生物学调控、催化活性、蛋白结合等8类;差异表达的lncRNA靶标基因KEGG通路大部分富集在细胞周期-酵母通路、泛素介导的蛋白水解通路、氧化磷酸化通路、嘧啶代谢通路以及嘌呤代谢等15条通路中,而差异表达的mRNAs的KEGG通路则大部分富集在异喹啉类生物碱生物合成通路、戊糖与葡萄糖醛酸相互转化通路以及酪氨酸代谢等5条通路;差异表达的lncRNAs靶标基因以及mRNAs大部分在抗病组T2中表现为下调表达,且lncRNA与靶标基因之间的表达模式大部分为正调控。研究揭示了侵染抗/感病香蕉品种后的Foc TR4重分菌中lncRNA和mRNA表达变化的一般情况及其可能调控的功能和通路,有助于阐明香蕉枯萎菌Foc TR4侵染香蕉的潜在发病机制,可为开发针对香蕉枯萎病的新型防控策略提供新的靶点和思路。