紫花苜蓿响应尖孢镰刀菌侵染的转录组分析OA

为探究紫花苜蓿抗根腐病的分子机制并挖掘抗病相关候选基因,本研究采用对苜蓿镰刀菌根腐病具有较强抗性的品种康赛和易感品种中苜一号,利用Illumina Novaseq X Plus测序平台对接种尖孢镰刀菌7 d的苜蓿根系进行转录组测序。结果显示,与未接菌对照相比,尖孢镰刀菌侵染7 d时,抗性品种康赛中检测到5125个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),显著高于易感品种中苜一号(3111个),这表明不同抗性品种响应病原菌侵染的转录调控具有差异。GO富集分析发现DEGs主要涉及代谢、应激反应、信号转导等生物学过程。KEGG富集分析发现DEGs主要涉及代谢过程、植物激素信号转导、丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路、植物-病原菌互作等通路。3条抗病通路(MAPK信号、植物-病原菌互作和植物激素信号转导)中共同富集到7个DEGs,包括2个BAK1和5个PR1,出现两品种中均保守上调和仅在抗性品种特异上调两种表达模式,品种间的不同表达趋势是苜蓿抗性差异的关键分子线索。同时,鉴定出WRKY、BHLH、TIFY、AP2-EREBP和GRAS等5个转录因子家族的27个差异表达转录因子。随机选取6个DEGs进行实时荧光定量(RT-qPCR)验证,其表达趋势与转录组测序结果一致,证实转录组数据可靠。