山药品种苏蓣8号抗炭疽病基因的转录组测序与表达分析

为深入研究炭疽病抗病机制提供候选基因,从分子水平探索炭疽菌侵染对山药炭疽病基因转录水平的影响.苏蓣8号是高感炭疽病品系024经组培诱变所育成的高抗炭疽病山药新品种,为挖掘苏蓣8号炭疽病抗性基因,采用胶孢炭疽菌菌株4-2分别接种苏蓣8号和品系024,以未接种苏蓣8号的叶片为对照,利用转录组测序技术分析抗感材料在接种炭疽菌后不同时间点的差异表达基因.结果表明,抗感材料接种24,48,72,96 h共同差异表达基因个数分别为197,132,187,313个,去除各接种时间点共同差异表达的基因数,共获得711个差异表达基因.GO功能富集显示,差异基因主要与响应生物刺激、防卫反应、细胞壁代谢和氧化还原过程等有关.KEGG富集分析表明,生长素、茉莉酸和乙烯等防御相关的植物激素信号转导途径多个基因表达出现差异,其中5个生长素早期响应基因、茉莉酸和脱落酸合成关键酶基因均上调表达,乙烯响应因子ERF036下调表达,可能负向调控山药炭疽菌的侵染;参与次生代谢产物修饰的多个细胞色素P450基因、泛素连接酶及植物甾醇合成酶、防御素和凝集素基因上调表达;WRKY类、MYB类和TIFY类转录因子正向或负向调控抗病基因的表达,受转录调控的PR蛋白、NBS-LRR抗病基因、受体激酶等大量表达,抗氧化保护酶系统CAT和SOD成员在活性氧信号刺激下表达.此外,与淀粉和蔗糖合成有关酶上调表达,与淀粉分解有关酶下调表达.LAX4、IAA4、IAA21基因表达趋势与转录组测序结果基本一致,且在抗病品种表达量显著高于感病品种,推测生长素信号途径有利于山药对炭疽病的免疫反应.