烟草与Rhizoctonia solani AG-3 TB互作相关抗病基因的筛选及鉴定

【作者】 李鑫淳； 李岩； 张崇； 夏子豪； 安梦楠； 吴元华；

【机构】 沈阳农业大学；

【摘要】 立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)是一种重要的病原真菌,能引起烟草、马铃薯、番茄、豆类等多种作物的病害。R.solani可分为14个不同的融合群,包括R.solani AG-1至AG-13和R.solani AG-BI,其中R.solani AG-3 TB引起烟草靶斑病。由于烟草靶斑病传播迅速、寄主范围广且防治难度大,探索抑制R.solani AG-3 TB侵染的抗性基因具有重要意义。因此,我们测定R.solani AG-3 TB侵染寄主不同阶段的转录组,分析在接种R.solani AG-3 TB后6 hpi、12 hpi、24 hpi、36 hpi、48 hpi和72 hpi组织寄主中产生的差异表达基因(DEGs),探究寄主对R.solani AG-3 TB侵染过程中涉及的关键基因和途径。结果表明:在R.solani AG-3 TB侵染阶段,寄主植物中的上调的DEGs总数大于下调的DEGs,这些上调基因主要富含不同GO和KEGG通路,其中碳水化合物代谢过程和氨基酸的生物合成在感染过程中显著富集。参与ROS产生的基因包含过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)表达量随着感染时间的增加不断升高。此外,寄主与R.solani AG-3 TB互作过程中共鉴定了272个WRKY-TFs,包含的WRKY43、WRKY70、WRKY18、WRKY75和WRKY30的表达量在感染阶段中逐渐上调。根据上述结果,本研究沉默CAT、SOD、LBM1、WRKY70和WRKY75等基因在本氏烟Nicotiana benthamiana植株中的表达,结果显示沉默WRKY 70、WRKY 75和CAT基因植株表现出对R.solani AG-3 TB侵染的易感性升高。综上推测,茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)和油菜素甾体(BR)信号通路中的JAR1、NPR3和BIK1基因,转录因子中的WRKY 70和WRKY 75基因,以及防御相关酶可能在寄主对R.solani AG-3 TB侵染的反应中发挥关键作用。更多还原