小麦隐匿柄锈菌与小麦互作不同阶段的基因差异表达分析

摘要

【目的】小麦叶锈病是影响小麦生产主要病害之一,其病原菌新小种的出现和劣势小种上升为优势小种导致抗病品种的抗病性不断被克服。小麦隐匿柄锈菌与小麦互作不同阶段差异表达谱分析对于揭示该病菌致病的分子机制,进而有效防控小麦叶锈病具有重要意义。【方法】利用转录组分析小麦隐匿柄锈菌致病生理小种与感叶锈病小麦品种MuTcLr19亲和互作后期(6 d)与互作早期(6、12、24 h)差异基因表达谱,实验以亲和互作早期(MIQ)为对照组,亲和互作6 d(MI6d)为实验组。【结果】测试结果表明,上调表达基因19275个,下调表达基因4548个。GO富集分析发现,差异表达基因功能主要涉及代谢过程、催化活性、细胞过程、单组织过程、细胞内的细胞器、核酸结合和水解酶活性、氮化合物代谢、细胞代谢过程等。KEGG分析发现,差异表达基因共参与了109条通路,筛选出囊泡运输中SNARE的相互作用通路、卟啉和叶绿素代谢通路及ABC转运通路和病原菌的致病相关。随机取来自这3条通路的5个基因进行荧光定量分析,结果表达趋势与转录组表达谱结果一致。【结论】小麦隐匿柄锈菌在早期表达的差异基因注释到的功能更多与小麦隐匿柄锈菌致病性有关,后期表达的差异基因大部分与小麦隐匿柄锈菌的生长代谢有关,早期与后期表达的基因存在明显的差异。研究结果为今后开展小麦隐匿柄锈菌致病机制研究奠定了基础。