宁夏枸杞响应腐皮镰刀菌胁迫的比较转录组分析

作     者：池礼鑫 谢志鹏 冯睿 杜雪倩 卢晓悦 范文强 高寒 岳思君 郑蕊 

作者机构：宁夏大学生命科学学院西部特色生物资源保护与利用教育部重点实验室 林木资源高效生产全国重点实验室 

出 版 物：《分子植物育种》 (Molecular Plant Breeding)

年 卷 期：2024年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：中央引导地方科技发展资金项目(2023FRD05032) 宁夏大学2022年大学生创新创业训练计划(S202210749061) 宁夏大学2023年大学生创新创业训练计划(202310749197) 宁夏回族自治区重点研发计划重点项目(2022BBF02010) 国家自然科学基金项目(31560418)共同资助 

主　　题：宁夏枸杞 腐皮镰刀菌 根腐病 比较转录组 差异表达基因 

摘      要：为探究宁夏枸杞抗根腐病分子机制，挖掘枸杞根腐病抗性相关候选基因，本研究以枸杞根腐病抗性较强的宁夏枸杞品种‘宁杞1号’和易感品种‘宁杞5号’为材料，利用Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术对接种腐皮镰刀菌后7和14 d的枸杞根进行转录组测序。结果显示，与未接菌对照相比，腐皮镰刀菌侵染后7 d和14 d，在‘宁杞1号’中分别检测到6 927和2 360个差异表达基因(Differentially expressed genes， DEGs)，在‘宁杞5号’中分别检测到6 707个和2 292个DEGs。GO和KEGG富集分析发现，DEGs主要涉及植物激素信号转导、苯丙烷代谢、次级代谢产物的生物合成等代谢通路。其中，内肽酶抑制剂、肽酶抑制剂、植物细胞壁生物合成、苯丙烷生物合成及MAPK信号通路等相关DEGs在‘宁杞1号’中显著富集，而‘宁杞5号’对腐皮镰刀菌的响应主要体现在木葡聚糖代谢、玉米素生物合成、类黄酮生物合成等代谢通路。结合PubMed数据库相关基因功能信息，筛选到编码CERK1、LysM-PRRs、CDPK34、CRK10、CRK25、MEKK3和NPK1等37个与植物抗病相关基因。同时，识别到WRKY、ERF、bHLH、MYB和C2H2型锌指蛋白等5个蛋白家族的46个差异表达转录因子，并提出了枸杞对腐皮镰刀菌胁迫的响应通路的假设。研究结果为解析枸杞抗根腐病机制提供了一定的参考。